JP6818191B1 - Power converter - Google Patents

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Abstract

電力変換装置(1)は、互いにカスケード接続された複数の変換器セル(7)を有するアーム(5,6)を複数含む電力変換器(2)を備える。各変換器セル(7)は、複数のスイッチング素子を介して入出力端子と電気的に接続される蓄電素子を含む。制御装置(3)は、検出された交流電流(Iac)と交流電流指令値との偏差に応じた交流電流制御と、個々の蓄電素子の電圧と個別電圧指令値との偏差に応じた個別電圧制御とを実行する。制御装置(3)は、電力変換器(2)の全体での蓄電素子の電圧のばらつきの程度を示す評価値を算出し、評価値が閾値よりも大きい場合に、交流電流制御および個別電圧制御を実行しながら、複数のアーム(5,6)をそれぞれ流れるアーム電流(Iarm)が増加するように電力変換器(2)の制御を変更する。The power converter (1) includes a power converter (2) including a plurality of arms (5, 6) having a plurality of converter cells (7) cascaded to each other. Each converter cell (7) includes a power storage element that is electrically connected to an input / output terminal via a plurality of switching elements. The control device (3) controls the AC current according to the deviation between the detected AC current (Iac) and the AC current command value, and the individual voltage according to the deviation between the voltage of each storage element and the individual voltage command value. Take control and. The control device (3) calculates an evaluation value indicating the degree of voltage variation of the power storage element in the entire power converter (2), and when the evaluation value is larger than the threshold value, AC current control and individual voltage control The control of the power converter (2) is changed so that the arm current (Iarm) flowing through the plurality of arms (5, 6) increases while executing the above.

Description

この開示は、電力変換装置に関する。 This disclosure relates to a power converter.

電力系統に設置される大容量の電力変換装置として、複数の単位変換器(以下、「変換器セル」と称する)がカスケードに接続されたモジュラーマルチレベル変換器(MMC:Modular Multilevel Converter)が知られている。通常、変換器セルは、複数のスイッチング素子と蓄電素子(代表的には、キャパシタ)とを備える。 Modular Multilevel Converter (MMC), in which multiple unit converters (hereinafter referred to as "converter cells") are connected in cascade, is known as a large-capacity power converter installed in the power system. Has been done. Usually, a converter cell includes a plurality of switching elements and a power storage element (typically, a capacitor).

モジュラーマルチレベル変換器では、所望の制御出力を得るためには、個々の変換器セルの蓄電素子の電圧(キャパシタ電圧)を目標値近辺に維持する必要がある。キャパシタ電圧が当該目標値から外れると、変換器セルの出力電圧が指令通りとならないことで、意図しない循環電流の発生等によって制御特性が悪化することが懸念される。著しい場合には、いずれかの変換器セルにおいて、キャパシタ電圧が過電圧保護または低電圧保護のレベルまで過上昇または過低下することで、MMCの動作が停止される虞がある。 In a modular multi-level converter, it is necessary to maintain the voltage (capacitor voltage) of the power storage element of each converter cell near the target value in order to obtain a desired control output. If the capacitor voltage deviates from the target value, the output voltage of the converter cell does not follow the command, and there is a concern that the control characteristics may deteriorate due to the unintended generation of circulating current or the like. In significant cases, in any of the transducer cells, the capacitor voltage may over-rise or under-voltage to the level of overvoltage protection or undervoltage protection, which could stop the operation of the MMC.

通常、キャパシタ電圧は、個別の変換器セル毎のキャパシタ電圧制御(以下、「個別制御」とも称する)に加えて、MMC内での変換器セル全体での制御(以下、「全電圧制御」とも称する)、および、一定のグループ(たとえば、アームまたは相)の間でのバランス制御によって、多階層で制御されることが一般的である(たとえば、特開2011−182517号公報(特許文献1)を参照)。 Normally, the capacitor voltage is controlled by the entire converter cell in the MMC (hereinafter, also referred to as "total voltage control") in addition to the capacitor voltage control for each individual converter cell (hereinafter, also referred to as "individual control"). It is generally controlled in multiple layers by balance control between a certain group (for example, arm or phase) (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-182517 (Patent Document 1)). See).

特開2019−030106号公報(特許文献2)は、MMCを交流電源および交流負荷などの交流回路に接続する場合に、交流回路の状況によっては個別制御が安定的に実行できずにキャパシタ電圧にアンバランスが生じることを課題にしている。具体的に、この文献に記載の電力変換装置は、個別制御を安定的に実行するために、交流回路と電力変換部との間で流入しまたは流出する交流電力が閾値よりも小さい場合に、相間バランス制御のための循環電流以外に個別制御のための循環電流を流す。 According to JP-A-2019-030106 (Patent Document 2), when an MMC is connected to an AC circuit such as an AC power supply and an AC load, individual control cannot be stably executed depending on the condition of the AC circuit, and the capacitor voltage is increased. The issue is that imbalance occurs. Specifically, the power conversion device described in this document is used when the AC power flowing in or out between the AC circuit and the power conversion unit is smaller than the threshold value in order to stably execute individual control. In addition to the circulating current for interphase balance control, the circulating current for individual control is passed.

特開2011−182517号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-182517 特開2019−030106号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2019-030106

交流回路と電力変換部との間で入出力される交流電力が閾値よりも小さい場合に、必ずしも個々のキャパシタ電圧にアンバランスが生じているとは限らない。上記の特開2019−030106号公報(特許文献2)に記載の制御方法の問題点は、交流回路と電力変換部との間で入出力される交流電力が小さい場合に、常に個別制御のための循環電流を流している点にある。このため、個々のキャパシタ電圧のばらつきは許容範囲に収まっているのにも拘わらず、無駄に電力を消費している場合があり得る。 When the AC power input / output between the AC circuit and the power conversion unit is smaller than the threshold value, the individual capacitor voltages are not necessarily unbalanced. The problem with the control method described in JP-A-2019-030106 (Patent Document 2) is that when the AC power input / output between the AC circuit and the power conversion unit is small, it is always controlled individually. It is in the point that the circulating current of is flowing. Therefore, even though the variation of the individual capacitor voltage is within the permissible range, there is a possibility that power is wasted.

この開示は、上記の問題点を考慮したものであり、その目的は、より安定的かつ効率的にキャパシタ電圧の個別制御を実行可能なMMC方式の電力変換装置を提供することである。 This disclosure takes into account the above problems, and an object of the present invention is to provide an MMC type power conversion device capable of performing individual control of a capacitor voltage more stably and efficiently.

一実施形態による電力変換装置は、電力変換器と、交流電流検出器と、制御装置とを備える。電力変換器は、互いにカスケード接続された複数の変換器セルを有するアームを複数含む。複数のアームの各々は、交流回路の対応する相と電気的に接続される。複数の変換器セルの各々は、一対の入出力端子と、複数のスイッチング素子と、複数のスイッチング素子を介して入出力端子と電気的に接続される蓄電素子と、蓄電素子の電圧を検出する電圧検出器とを有する。交流電流検出器は、交流回路と電力変換器との間を接続する交流線路に流れる交流電流を検出する。制御装置は、電力変換器の制御を行う。制御装置は、交流電流制御部と、個別電圧制御部と、制御変更部とを含む。交流電流制御部は、検出された交流電流と交流電流指令値との偏差に応じた交流電流制御を行う。個別電圧制御部は、個々の蓄電素子の電圧と個別電圧指令値との偏差に応じた個別電圧制御を行う。制御変更部は、電力変換器の全体での蓄電素子の電圧のばらつきの程度を示す評価値を算出し、評価値が閾値よりも大きい場合に、交流電流制御および個別電圧制御を実行しながら、複数のアームをそれぞれ流れるアーム電流が増加するように電力変換器の制御を変更する。 The power converter according to one embodiment includes a power converter, an alternating current detector, and a control device. The power converter includes a plurality of arms having a plurality of converter cells cascaded to each other. Each of the arms is electrically connected to the corresponding phase of the AC circuit. Each of the plurality of converter cells detects a pair of input / output terminals, a plurality of switching elements, a power storage element electrically connected to the input / output terminals via the plurality of switching elements, and a voltage of the power storage element. It has a voltage detector. The AC current detector detects the AC current flowing through the AC line connecting the AC circuit and the power converter. The control device controls the power converter. The control device includes an alternating current control unit, an individual voltage control unit, and a control change unit. The AC current control unit performs AC current control according to the deviation between the detected AC current and the AC current command value. The individual voltage control unit performs individual voltage control according to the deviation between the voltage of each power storage element and the individual voltage command value. The control change unit calculates an evaluation value indicating the degree of voltage variation of the power storage element in the entire power converter, and when the evaluation value is larger than the threshold value, while executing AC current control and individual voltage control, Change the control of the power converter so that the arm current flowing through each of the multiple arms increases.

上記の実施形態によれば、電力変換器の全体での蓄電素子の電圧のばらつきの程度を示す評価値が閾値よりも大きい場合に、複数のアームをそれぞれ流れるアーム電流が増加するように電力変換器の制御を変更する。この結果、より安定的かつ効率的にキャパシタ電圧の個別制御を実行できる。 According to the above embodiment, when the evaluation value indicating the degree of voltage variation of the power storage element in the entire power converter is larger than the threshold value, the power conversion is performed so that the arm current flowing through each of the plurality of arms increases. Change the control of the vessel. As a result, individual control of the capacitor voltage can be performed more stably and efficiently.

本実施の形態に係る電力変換装置1の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the power conversion apparatus 1 which concerns on this embodiment. 電力変換器2を構成する変換器セル7の構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structural example of the converter cell 7 which comprises the electric power converter 2. 図1に示された制御装置3の内部構成を説明する機能ブロック図である。It is a functional block diagram explaining the internal structure of the control device 3 shown in FIG. 制御装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the hardware configuration example of a control device. 図3に示された基本制御部502の構成例を説明するブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of the basic control unit 502 shown in FIG. アーム制御部503の構成例を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the structural example of the arm control part 503. 図6に示された個別セル制御部202の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the individual cell control unit 202 shown in FIG. 個別電圧制御部の詳細な構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detailed block diagram of the individual voltage control part. 図7に示されたゲート信号生成部によるPWM変調制御を説明するための概念的な波形図である。It is a conceptual waveform diagram for demonstrating PWM modulation control by the gate signal generation part shown in FIG. 7. 循環電流変更部810の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the circulation current change part 810. 循環電流指令値を変更する機能を含めた循環電流制御部の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the circulating current control part including the function which changes the circulating current command value. 図10の指令値変更指令部の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation of the command value change command part of FIG. 実施の形態2の電力変換装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the power conversion apparatus of Embodiment 2. 図13の調相機器の動作を制御する調相機器制御部の構成例を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of a phase adjustment device control unit that controls the operation of the phase adjustment device of FIG. 13. 図14の開閉器制御部の動作例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation example of the switch control part of FIG. 図1の変圧器のタップの切替を制御するための変圧器制御部の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the transformer control part for controlling the switching of the tap of the transformer of FIG. 図16のタップ切替指令部の動作例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation example of the tap changer command part of FIG. 電力変換器から直流回路に供給する逆相電流を制御するための逆相電流制御部の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the negative-phase current control part for controlling the negative-phase current supplied from a power converter to a DC circuit. 実施の形態4の電力変換装置における交流電流制御部の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the AC current control part in the power conversion apparatus of Embodiment 4. 図18の指令値変更指令部の動作例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation example of the command value change command part of FIG. 図10の循環電流変更部、図13の調相機器制御部、図15の変圧器制御部830、および図17の逆相電流制御部を一般化した制御変更部の構成例を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration example of a generalized control changing unit of the circulating current changing unit of FIG. 10, the phase adjusting device control unit of FIG. 13, the transformer control unit 830 of FIG. 15, and the reverse phase current control unit of FIG. is there. 図21の変更指令部の動作例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation example of the change command part of FIG.

以下、各実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して、その説明を繰り返さない場合がある。 Hereinafter, each embodiment will be described in detail with reference to the drawings. In some cases, the same or corresponding parts are designated by the same reference numerals and the description thereof may not be repeated.

実施の形態1.
(電力変換装置の全体構成)
図1は、本実施の形態に係る電力変換装置1の概略構成図である。
Embodiment 1.
(Overall configuration of power converter)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the power conversion device 1 according to the present embodiment.

図1を参照して、電力変換装置1は、互いに直列接続された複数の変換器セルを含むモジュラーマルチレベル変換器によって構成されている。なお、「変換器セル」は、「サブモジュール」、SM、または「単位変換器」とも呼ばれる。電力変換装置1は、直流回路14と交流回路12との間で電力変換を行なう。電力変換装置1は、電力変換器2と、制御装置3とを含む。 With reference to FIG. 1, the power converter 1 is composed of a modular multi-level converter including a plurality of converter cells connected in series with each other. The "converter cell" is also referred to as a "submodule", SM, or "unit converter". The power conversion device 1 performs power conversion between the DC circuit 14 and the AC circuit 12. The power converter 1 includes a power converter 2 and a control device 3.

電力変換器2は、正極直流端子(すなわち、高電位側直流端子)Npと、負極直流端子(すなわち、低電位側直流端子)Nnとの間に互いに並列に接続された複数のレグ回路4u,4v,4w(総称する場合または任意のものを示す場合、レグ回路4と記載する)を含む。 The power converter 2 has a plurality of leg circuits 4u, which are connected in parallel to each other between the positive electrode DC terminal (that is, the high potential side DC terminal) Np and the negative electrode DC terminal (that is, the low potential side DC terminal) Nn. Includes 4v, 4w (referred to as leg circuit 4 when generically or arbitrarily).

レグ回路4は、交流を構成する複数相の各々に設けられる。レグ回路4は、交流回路12と直流回路14との間に接続され、両回路間で電力変換を行なう。図1には、交流回路12が3相交流系統の場合が示され、U相、V相、W相にそれぞれ対応して3個のレグ回路4u,4v,4wが設けられている。 The leg circuit 4 is provided in each of the plurality of phases constituting the alternating current. The leg circuit 4 is connected between the AC circuit 12 and the DC circuit 14, and performs power conversion between the two circuits. FIG. 1 shows a case where the AC circuit 12 is a three-phase AC system, and three leg circuits 4u, 4v, and 4w are provided corresponding to the U phase, the V phase, and the W phase, respectively.

レグ回路4u,4v,4wにそれぞれ設けられた交流入力端子Nu,Nv,Nwは、変圧器13を介して交流回路12に接続される。交流回路12は、たとえば、交流電源などを含む交流電力系統である。図1では、図解を容易にするために、交流入力端子Nv,Nwと変圧器13との接続は図示していない。 The AC input terminals Nu, Nv, Nw provided in the leg circuits 4u, 4v, 4w, respectively, are connected to the AC circuit 12 via the transformer 13. The AC circuit 12 is, for example, an AC power system including an AC power supply and the like. In FIG. 1, the connection between the AC input terminals Nv, Nw and the transformer 13 is not shown for ease of illustration.

各レグ回路4に共通に接続された高電位側直流端子Npおよび低電位側直流端子Nnは、直流回路14に接続される。直流回路14は、たとえば、直流送電網などを含む直流電力系統または他の電力変換装置の直流端子である。後者の場合、2台の電力変換装置を連結することによって定格周波数などが異なる交流電力系統間を接続するためのBTB(Back To Back)システムが構成される。 The high potential side DC terminal Np and the low potential side DC terminal Nn commonly connected to each leg circuit 4 are connected to the DC circuit 14. The DC circuit 14 is, for example, a DC terminal of a DC power system or other power conversion device including a DC transmission network or the like. In the latter case, a BTB (Back To Back) system for connecting AC power systems having different rated frequencies or the like is configured by connecting two power conversion devices.

図1の変圧器13を用いる代わりに、連系リアクトルを介して交流回路12に接続する構成としてもよい。さらに、交流入力端子Nu,Nv,Nwに代えてレグ回路4u,4v,4wにそれぞれ一次巻線を設け、この一次巻線と磁気結合する二次巻線を介してレグ回路4u,4v,4wが変圧器13または連系リアクトルに交流的に接続するようにしてもよい。この場合、一次巻線を下記のリアクトル8A,8Bとしてもよい。すなわち、レグ回路4は、交流入力端子Nu,Nv,Nwまたは上記の一次巻線など、各レグ回路4u,4v,4wに設けられた接続部を介して電気的に(すなわち直流的または交流的に)交流回路12と接続される。 Instead of using the transformer 13 of FIG. 1, it may be connected to the AC circuit 12 via an interconnection reactor. Further, instead of the AC input terminals Nu, Nv, Nw, the leg circuits 4u, 4v, 4w are provided with primary windings, respectively, and the leg circuits 4u, 4v, 4w are provided via the secondary windings magnetically coupled to the primary windings. May be connected to the transformer 13 or the interconnection reactor in an alternating current manner. In this case, the primary winding may be the following reactors 8A and 8B. That is, the leg circuit 4 is electrically (that is, DC or AC) via the connection portion provided in each leg circuit 4u, 4v, 4w such as the AC input terminals Nu, Nv, Nw or the above-mentioned primary winding. It is connected to the AC circuit 12.

レグ回路4uは、高電位側直流端子Npから交流入力端子Nuまでの上アーム5と、低電位側直流端子Nnから交流入力端子Nuまでの下アーム6とを含む。上アーム5および下アーム6の接続点である交流入力端子Nuは、変圧器13と接続される。高電位側直流端子Npおよび低電位側直流端子Nnは、直流回路14に接続される。レグ回路4v,4wについても同様の構成を有するので、以下、レグ回路4uの構成について代表的に説明する。 The leg circuit 4u includes an upper arm 5 from the high potential side DC terminal Np to the AC input terminal Nu, and a lower arm 6 from the low potential side DC terminal Nn to the AC input terminal Nu. The AC input terminal Nu, which is a connection point between the upper arm 5 and the lower arm 6, is connected to the transformer 13. The high potential side DC terminal Np and the low potential side DC terminal Nn are connected to the DC circuit 14. Since the leg circuits 4v and 4w have the same configuration, the configuration of the leg circuit 4u will be typically described below.

上アーム5は、カスケード接続された複数の変換器セル7と、リアクトル8Aとを含む。複数の変換器セル7およびリアクトル8Aは、直列に接続されている。同様に、下アーム6は、カスケード接続された複数の変換器セル7と、リアクトル8Bとを含む。複数の変換器セル7およびリアクトル8Bは、直列に接続されている。以下の説明では、上アーム5および下アーム6の各々に含まれる変換器セル7の数をNcellとする。但し、Ncell≧2とする。 The upper arm 5 includes a plurality of cascaded converter cells 7 and a reactor 8A. The plurality of converter cells 7 and the reactor 8A are connected in series. Similarly, the lower arm 6 includes a plurality of cascaded transducer cells 7 and a reactor 8B. The plurality of converter cells 7 and the reactor 8B are connected in series. In the following description, the number of converter cells 7 included in each of the upper arm 5 and the lower arm 6 is Ncell. However, Ncell ≧ 2.

リアクトル8Aが挿入される位置は、レグ回路4uの上アーム5のいずれの位置であってもよく、リアクトル8Bが挿入される位置は、レグ回路4uの下アーム6のいずれの位置であってもよい。リアクトル8A,8Bはそれぞれ複数個設けられてもよい。各リアクトルのインダクタンス値は互いに異なっていてもよい。さらに、上アーム5のリアクトル8Aのみ、もしくは、下アーム6のリアクトル8Bのみを設けてもよい。また、変圧器結線を工夫して、直流分電流の磁束を打ち消すとともに、交流分電流に対して変圧器の漏れリアクタンスが作用することでリアクトルの代替としてもよい。リアクトル8A,8Bを設けることにより、交流回路12または直流回路14等の事故時における事故電流の急激な増大を抑制することができる。 The position where the reactor 8A is inserted may be any position of the upper arm 5 of the leg circuit 4u, and the position where the reactor 8B is inserted may be any position of the lower arm 6 of the leg circuit 4u. Good. A plurality of reactors 8A and 8B may be provided respectively. The inductance values of each reactor may be different from each other. Further, only the reactor 8A of the upper arm 5 or only the reactor 8B of the lower arm 6 may be provided. Further, the transformer connection may be devised to cancel the magnetic flux of the DC component current, and the leakage reactance of the transformer may act on the AC component current as a substitute for the reactor. By providing the reactors 8A and 8B, it is possible to suppress a sudden increase in the accident current at the time of an accident in the AC circuit 12 or the DC circuit 14.

電力変換装置1は、さらに、制御に使用される電気量(電流、電圧など)を計測する各検出器として、交流電圧検出器10と、交流電流検出器16と、直流電圧検出器11A,11Bと、各レグ回路4に設けられたアーム電流検出器9A,9Bと、直流電流検出器17とを含む。これらの検出器によって検出された信号は、制御装置3に入力される。 The power conversion device 1 further includes an AC voltage detector 10, an AC current detector 16, and DC voltage detectors 11A and 11B as each detector for measuring the amount of electricity (current, voltage, etc.) used for control. And arm current detectors 9A and 9B provided in each leg circuit 4, and a direct current detector 17 is included. The signals detected by these detectors are input to the control device 3.

なお、図1では図解を容易にするために、各検出器から制御装置3に入力される信号の信号線と、制御装置3および各変換器セル7間で入出力される信号の信号線とは、一部まとめて記載されているが、実際には検出器ごとおよび変換器セル7ごとに設けられている。各変換器セル7と制御装置3との間の信号線は、送信用と受信用とが別個に設けられていてもよい。信号線は、たとえば光ファイバによって構成される。 In FIG. 1, in order to facilitate the illustration, the signal line of the signal input from each detector to the control device 3 and the signal line of the signal input / output between the control device 3 and each converter cell 7 are shown. Is partially described together, but is actually provided for each detector and each converter cell 7. The signal lines between each converter cell 7 and the control device 3 may be provided separately for transmission and reception. The signal line is composed of, for example, an optical fiber.

次に、各検出器について具体的に説明する。
交流電圧検出器10は、交流回路12のU相の交流電圧Vacu、V相の交流電圧Vacv、および、W相の交流電圧Vacwを検出する。以下の説明では、Vacu、Vacv、および、Vacwを総称してVacとも記載する。
Next, each detector will be specifically described.
The AC voltage detector 10 detects the U-phase AC voltage Vacu, the V-phase AC voltage Vacv, and the W-phase AC voltage Vacw of the AC circuit 12. In the following description, Vaccu, Vaccv, and Vacw are collectively referred to as Vac.

交流電流検出器16は、交流回路12のU相の交流電流Iacu、V相の交流電流Iacv、および、W相の交流電流Iacwを検出する。以下の説明では、Iacu、Iacv、およびIacwを総称してIacとも記載する。 The AC current detector 16 detects the U-phase AC current Iacu, the V-phase AC current Iacv, and the W-phase AC current Iacw of the AC circuit 12. In the following description, Iac, Iacv, and Iacw are collectively referred to as Iac.

直流電圧検出器11Aは、直流回路14に接続された高電位側直流端子Npの直流電圧Vdcpを検出する。直流電圧検出器11Bは、直流回路14に接続された低電位側直流端子Nnの直流電圧Vdcnを検出する。直流電圧Vdcpと直流電圧Vdcnとの差を直流電圧Vdcとする。直流電流検出器17は、高電位側直流端子Npまたは低電位側直流端子Nnを流れる直流電流Idcを検出する。 The DC voltage detector 11A detects the DC voltage Vdcp of the high potential side DC terminal Np connected to the DC circuit 14. The DC voltage detector 11B detects the DC voltage Vdcn of the low potential side DC terminal Nn connected to the DC circuit 14. The difference between the DC voltage Vdcp and the DC voltage Vdcn is defined as the DC voltage Vdc. The DC current detector 17 detects the DC current Idc flowing through the high potential side DC terminal Np or the low potential side DC terminal Nn.

U相用のレグ回路4uに設けられたアーム電流検出器9Aおよび9Bは、上アーム5に流れる上アーム電流Ipu、および、下アーム6に流れる下アーム電流Inuをそれぞれ検出する。V相用のレグ回路4vに設けられたアーム電流検出器9Aおよび9Bは、上アーム電流Ipvおよび下アーム電流Invをそれぞれ検出する。W相用のレグ回路4wに設けられたアーム電流検出器9Aおよび9Bは、上アーム電流Ipwおよび下アーム電流Inwをそれぞれ検出する。以下の説明では、上アーム電流Ipu、Ipv、Ipwを総称して上アーム電流Iarmpとも記載し、下アーム電流Inu、Inv、Inwを総称して下アーム電流Iarmnとも記載し、上アーム電流Iarmpと下アーム電流Iarmnとを総称してIarmとも記載する。 The arm current detectors 9A and 9B provided in the leg circuit 4u for the U phase detect the upper arm current Ipu flowing through the upper arm 5 and the lower arm current Inu flowing through the lower arm 6, respectively. The arm current detectors 9A and 9B provided in the leg circuit 4v for the V phase detect the upper arm current Ipv and the lower arm current Inv, respectively. The arm current detectors 9A and 9B provided in the leg circuit 4w for the W phase detect the upper arm current Ipw and the lower arm current Inw, respectively. In the following description, the upper arm currents Ipu, Ipv, and Ipw are collectively referred to as the upper arm current Iarmp, and the lower arm currents Inu, Inv, and Inw are collectively referred to as the lower arm current Iarmn. The lower arm current Iarmn is also collectively referred to as Iarm.

(変換器セルの構成例)
図2は、電力変換器2を構成する変換器セル7の構成例を示す回路図である。
(Example of converter cell configuration)
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration example of a converter cell 7 constituting the power converter 2.

図2(a)に示す変換器セル7は、ハーフブリッジ構成と呼ばれる回路構成を有する。この変換器セル7は、2つのスイッチング素子31pおよび31nを直列接続して形成した直列体と、蓄電素子32と、電圧検出器33と、入出力端子P1,P2とを備える。スイッチング素子31pおよび31nの直列体と蓄電素子32とは並列接続される。電圧検出器33は、蓄電素子32の両端間の電圧Vcを検出する。 The converter cell 7 shown in FIG. 2A has a circuit configuration called a half-bridge configuration. The converter cell 7 includes a series body formed by connecting two switching elements 31p and 31n in series, a power storage element 32, a voltage detector 33, and input / output terminals P1 and P2. The series of switching elements 31p and 31n and the power storage element 32 are connected in parallel. The voltage detector 33 detects the voltage Vc between both ends of the power storage element 32.

スイッチング素子31nの両端子は、入出力端子P1,P2とそれぞれ接続される。変換器セル7は、スイッチング素子31p,31nのスイッチング動作により、蓄電素子32の電圧Vcまたは零電圧を、入出力端子P1およびP2の間に出力する。スイッチング素子31pがオン、かつスイッチング素子31nがオフとなったときに、変換器セル7からは、蓄電素子32の電圧Vcが出力される。スイッチング素子31pがオフ、かつスイッチング素子31nがオンとなったときに、変換器セル7は、零電圧を出力する。 Both terminals of the switching element 31n are connected to the input / output terminals P1 and P2, respectively. The converter cell 7 outputs the voltage Vc or zero voltage of the power storage element 32 between the input / output terminals P1 and P2 by the switching operation of the switching elements 31p and 31n. When the switching element 31p is on and the switching element 31n is off, the voltage Vc of the power storage element 32 is output from the converter cell 7. When the switching element 31p is off and the switching element 31n is on, the converter cell 7 outputs a zero voltage.

図2(b)に示す変換器セル7は、フルブリッジ構成と呼ばれる回路構成を有する。この変換器セル7は、2つのスイッチング素子31p1および31n1を直列接続して形成された第1の直列体と、2つスイッチング素子31p2および31n2を直列接続して形成された第2の直列体と、蓄電素子32と、電圧検出器33と、入出力端子P1,P2とを備える。第1の直列体と、第2の直列体と、蓄電素子32とが並列接続される。電圧検出器33は、蓄電素子32の両端間の電圧Vcを検出する。 The converter cell 7 shown in FIG. 2B has a circuit configuration called a full bridge configuration. The converter cell 7 includes a first series body formed by connecting two switching elements 31p1 and 31n1 in series, and a second series body formed by connecting two switching elements 31p2 and 31n2 in series. The storage element 32, the voltage detector 33, and the input / output terminals P1 and P2 are provided. The first series body, the second series body, and the power storage element 32 are connected in parallel. The voltage detector 33 detects the voltage Vc between both ends of the power storage element 32.

スイッチング素子31p1およびスイッチング素子31n1の中点は、入出力端子P1と接続される。同様に、スイッチング素子31p2およびスイッチング素子31n2の中点は、入出力端子P2と接続される。変換器セル7は、スイッチング素子31p1,31n1,31p2,31n2のスイッチング動作により、蓄電素子32の電圧Vc、−Vc、または零電圧を、入出力端子P1およびP2の間に出力する。 The midpoint of the switching element 31p1 and the switching element 31n1 is connected to the input / output terminal P1. Similarly, the midpoint of the switching element 31p2 and the switching element 31n2 is connected to the input / output terminal P2. The converter cell 7 outputs the voltage Vc, −Vc, or zero voltage of the power storage element 32 between the input / output terminals P1 and P2 by the switching operation of the switching elements 31p1, 31n1, 31p2, 31n2.

図2(a)および図2(b)において、スイッチング素子31p,31n,31p1,31n1,31p2,31n2は、たとえば、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、GCT(Gate Commutated Turn-off)サイリスタなどの自己消弧型の半導体スイッチング素子にFWD(Freewheeling Diode)が逆並列に接続されて構成される。 In FIGS. 2 (a) and 2 (b), the switching elements 31p, 31n, 31p1, 31n1, 31p2, 31n2 are self-sufficients such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) and a GCT (Gate Commutated Turn-off) thyristor. An FWD (Freewheeling Diode) is connected in antiparallel to an arc-extinguishing semiconductor switching element.

図2(a)および図2(b)において、蓄電素子32には、フィルムコンデンサなどのキャパシタが主に用いられる。蓄電素子32は、以降の説明では、キャパシタと呼称することもある。以下では、蓄電素子32の電圧Vcをキャパシタ電圧Vcとも称する。 In FIGS. 2A and 2B, a capacitor such as a film capacitor is mainly used as the power storage element 32. The power storage element 32 may be referred to as a capacitor in the following description. Hereinafter, the voltage Vc of the power storage element 32 is also referred to as a capacitor voltage Vc.

図1に示されるように、変換器セル7はカスケード接続されている。図2(a)および図2(b)の各々において、上アーム5に配置された変換器セル7では、入出力端子P1は、隣の変換器セル7の入出力端子P2または高電位側直流端子Npと接続され、入出力端子P2は、隣の変換器セル7の入出力端子P1または交流入力端子Nuと接続される。同様に、下アーム6に配置された変換器セル7では、入出力端子P1は、隣の変換器セル7の入出力端子P2または交流入力端子Nuと接続され、入出力端子P2は、隣の変換器セル7の入出力端子P1または低電位側直流端子Nnと接続される。 As shown in FIG. 1, the converter cells 7 are cascaded. In each of FIGS. 2A and 2B, in the converter cell 7 arranged on the upper arm 5, the input / output terminal P1 is the input / output terminal P2 of the adjacent converter cell 7 or the high potential side DC. It is connected to the terminal Np, and the input / output terminal P2 is connected to the input / output terminal P1 or the AC input terminal Nu of the adjacent converter cell 7. Similarly, in the converter cell 7 arranged on the lower arm 6, the input / output terminal P1 is connected to the input / output terminal P2 or the AC input terminal Nu of the adjacent converter cell 7, and the input / output terminal P2 is adjacent. It is connected to the input / output terminal P1 of the converter cell 7 or the low potential side DC terminal Nn.

以降では、変換器セル7を図2(a)に示すハーフブリッジセルの構成とし、スイッチング素子として半導体スイッチング素子、蓄電素子としてキャパシタを用いた場合を例に説明する。但し、電力変換器2を構成する変換器セル7を図2(b)に示すフルブリッジ構成とすることも可能である。また、上記で例示した構成以外の変換器セル、たとえば、クランプトダブルセルと呼ばれる回路構成などを適用した変換器セルを用いてもよく、スイッチング素子および蓄電素子も上記の例示に限定されるものではない。 Hereinafter, a case where the converter cell 7 has a half-bridge cell configuration shown in FIG. 2A and a semiconductor switching element is used as the switching element and a capacitor is used as the power storage element will be described as an example. However, the converter cell 7 constituting the power converter 2 may have a full bridge configuration shown in FIG. 2 (b). Further, a converter cell other than the configuration illustrated above, for example, a converter cell to which a circuit configuration called a clamped double cell or the like is applied may be used, and the switching element and the power storage element are also limited to the above examples. is not.

(制御装置)
図3は、図1に示された制御装置3の内部構成を説明する機能ブロック図である。
(Control device)
FIG. 3 is a functional block diagram illustrating the internal configuration of the control device 3 shown in FIG.

図3を参照して、制御装置3は、各変換器セル7のスイッチング素子31p,31nのオン、オフを制御するためのスイッチング制御部501を備える。 With reference to FIG. 3, the control device 3 includes a switching control unit 501 for controlling the on / off of the switching elements 31p and 31n of each converter cell 7.

スイッチング制御部501は、U相基本制御部502Uと、U相上アーム制御部503UPと、U相下アーム制御部503UNと、V相基本制御部502Vと、V相上アーム制御部503VPと、V相下アーム制御部503VNと、W相基本制御部502Wと、W相上アーム制御部503WPと、W相下アーム制御部503WNとを含む。 The switching control unit 501 includes a U-phase basic control unit 502U, a U-phase upper arm control unit 503UP, a U-phase lower arm control unit 503UN, a V-phase basic control unit 502V, a V-phase upper arm control unit 503VP, and V. It includes a lower arm control unit 503VN, a W phase basic control unit 502W, a W phase upper arm control unit 503WP, and a W phase lower arm control unit 503WN.

以下の説明では、U相基本制御部502U、V相基本制御部502V、および、W相基本制御部502Wを総称して基本制御部502とも記載する。同様に、U相上アーム制御部503UP、U相下アーム制御部503UN、V相上アーム制御部503VP、V相下アーム制御部503VN、W相上アーム制御部503WP、および、W相下アーム制御部503WNを総称してアーム制御部503とも記載する。 In the following description, the U-phase basic control unit 502U, the V-phase basic control unit 502V, and the W-phase basic control unit 502W are collectively referred to as the basic control unit 502. Similarly, the U-phase upper arm control unit 503UP, the U-phase lower arm control unit 503UN, the V-phase upper arm control unit 503VP, the V-phase lower arm control unit 503VN, the W-phase upper arm control unit 503WP, and the W-phase lower arm control. The unit 503WN is also collectively referred to as an arm control unit 503.

図4は、制御装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。図4には、コンピュータによって制御装置3を構成する例が示される。 FIG. 4 is a block diagram showing a hardware configuration example of the control device. FIG. 4 shows an example in which the control device 3 is configured by a computer.

図4を参照して、制御装置3は、1つ以上の入力変換器70と、1つ以上のサンプルホールド(S/H)回路71と、マルチプレクサ(MUX)72と、A/D(Analog to Digital)変換器73とを含む。さらに、制御装置3は、1つ以上のCPU(Central Processing Unit)74と、RAM(Random Access Memory)75と、ROM(Read Only Memory)76とを含む。さらに、制御装置3は、1つ以上の入出力インターフェイス77と、補助記憶装置78と、上記の構成要素間を相互に接続するバス79を含む。 With reference to FIG. 4, the control device 3 includes one or more input converters 70, one or more sample hold (S / H) circuits 71, a multiplexer (MUX) 72, and an A / D (Analog to). Digital) includes a converter 73. Further, the control device 3 includes one or more CPUs (Central Processing Units) 74, a RAM (Random Access Memory) 75, and a ROM (Read Only Memory) 76. Further, the control device 3 includes one or more input / output interfaces 77, an auxiliary storage device 78, and a bus 79 that interconnects the above components.

入力変換器70は、入力チャンネルごとに補助変成器(図示せず)を有する。各補助変成器は、図1の各電気量検出器による検出信号を、後続する信号処理に適した電圧レベルの信号に変換する。 The input converter 70 has an auxiliary transformer (not shown) for each input channel. Each auxiliary transformer converts the detection signal by each electric quantity detector of FIG. 1 into a signal of a voltage level suitable for subsequent signal processing.

サンプルホールド回路71は、入力変換器70ごとに設けられる。サンプルホールド回路71は、対応の入力変換器70から受けた電気量を表す信号を規定のサンプリング周波数でサンプリングして保持する。 The sample hold circuit 71 is provided for each input converter 70. The sample hold circuit 71 samples and holds a signal representing the amount of electricity received from the corresponding input converter 70 at a predetermined sampling frequency.

マルチプレクサ72は、複数のサンプルホールド回路71に保持された信号を順次選択する。A/D変換器73は、マルチプレクサ72によって選択された信号をデジタル値に変換する。なお、複数のA/D変換器73を設けることによって、複数の入力チャンネルの検出信号に対して並列的にA/D変換を実行するようにしてもよい。 The multiplexer 72 sequentially selects the signals held by the plurality of sample hold circuits 71. The A / D converter 73 converts the signal selected by the multiplexer 72 into a digital value. By providing a plurality of A / D converters 73, A / D conversion may be executed in parallel for the detection signals of the plurality of input channels.

CPU74は、制御装置3の全体を制御し、プログラムに従って演算処理を実行する。揮発性メモリとしてのRAM75および不揮発性メモリとしてのROM76は、CPU74の主記憶として用いられる。ROM76は、プログラムおよび信号処理用の設定値などを収納する。補助記憶装置78は、ROM76に比べて大容量の不揮発性メモリであり、プログラムおよび電気量検出値のデータなどを格納する。 The CPU 74 controls the entire control device 3 and executes arithmetic processing according to a program. The RAM 75 as the volatile memory and the ROM 76 as the non-volatile memory are used as the main memory of the CPU 74. The ROM 76 stores programs, setting values for signal processing, and the like. The auxiliary storage device 78 is a non-volatile memory having a larger capacity than the ROM 76, and stores programs, electric energy detection value data, and the like.

入出力インターフェイス77は、CPU74および外部装置の間で通信する際のインターフェイス回路である。 The input / output interface 77 is an interface circuit for communication between the CPU 74 and the external device.

なお、図3の例とは異なり、制御装置3の少なくとも一部をFPGA(Field Programmable Gate Array)および、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等の回路を用いて構成することも可能である。すなわち、図3に記載された各機能ブロックの機能は、図4に例示されたコンピュータをベースに構成することもできるし、その少なくとも一部をFPGAおよびASICなどの回路を用いて構成することができる。また、各機能ブロックの機能の少なくとも一部は、アナログ回路によって構成することも可能である。 In addition, unlike the example of FIG. 3, at least a part of the control device 3 can be configured by using a circuit such as FPGA (Field Programmable Gate Array) and ASIC (Application Specific Integrated Circuit). That is, the function of each functional block shown in FIG. 3 can be configured based on the computer illustrated in FIG. 4, or at least a part thereof can be configured by using circuits such as FPGA and ASIC. it can. Further, at least a part of the functions of each functional block can be configured by an analog circuit.

図5は、図3に示された基本制御部502の構成例を説明するブロック図である。
図5を参照して、基本制御部502は、アーム電圧指令生成部601を含む。さらに、制御装置3は、アーム電圧指令生成部601で用いられる電圧評価値Vcgを生成する電圧評価値生成部700をさらに備える。
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration example of the basic control unit 502 shown in FIG.
With reference to FIG. 5, the basic control unit 502 includes an arm voltage command generation unit 601. Further, the control device 3 further includes a voltage evaluation value generation unit 700 that generates the voltage evaluation value Vcg used in the arm voltage command generation unit 601.

アーム電圧指令生成部601は、上アームのアーム電圧指令値krefpと、下アームのアーム電圧指令値krefnとを算出する。以下の説明では、krefpとkrefnとを総称してkrefと記載する。 The arm voltage command generation unit 601 calculates the arm voltage command value krefp of the upper arm and the arm voltage command value krefn of the lower arm. In the following description, krefp and krefn are collectively referred to as kref.

電圧評価値生成部700は、各変換器セル7において電圧検出器33によって検出されたキャパシタ電圧Vcを受ける。電圧評価値生成部700は、各変換器セル7のキャパシタ電圧Vcから、電力変換器2の全ての変換器セル7のキャパシタ32の蓄積エネルギの総和を評価するための全電圧評価値Vcgallと、予め定められたグループ毎での変換器セル7のキャパシタ32の蓄積エネルギの総和を示すグループ毎電圧評価値Vcgrとを生成する。 The voltage evaluation value generation unit 700 receives the capacitor voltage Vc detected by the voltage detector 33 in each converter cell 7. The voltage evaluation value generation unit 700 includes a total voltage evaluation value Vcgall for evaluating the total stored energy of the capacitors 32 of all the converter cells 7 of the power converter 2 from the capacitor voltage Vc of each converter cell 7. A voltage evaluation value Vcgr for each group indicating the total storage energy of the capacitor 32 of the converter cell 7 for each predetermined group is generated.

たとえば、グループ毎電圧評価値Vcgrは、レグ回路4u(U相)、4v(V相)、および、4w(W相)のそれぞれに含まれる複数個(2×Necll個)の変換器セル7の蓄積エネルギの総和を評価するためのU相電圧評価値Vcgu、V相電圧評価値Vcgv、および、V相電圧評価値Vcgvを含む。あるいは、グループ毎電圧評価値Vcgrは、レグ回路4(U相,V相,W相)毎の電圧評価値に代えて、あるいはこれに加えて、各レグ回路4について上アーム5および下アーム6のそれぞれについて、各アームに含まれる複数個(Necll個)の変換器セル7の蓄積エネルギの総和を評価するためのグループ毎電圧評価値Vcgrを含んでもよい。本実施の形態では、電圧評価値生成部700によって生成される全電圧評価値Vcgallおよびグループ毎電圧評価値Vcgrを、包括的に電圧評価値Vcgと表記する。 For example, the voltage evaluation value Vcgr for each group is the plurality of (2 × Necll) converter cells 7 included in each of the leg circuits 4u (U phase), 4v (V phase), and 4w (W phase). The U-phase voltage evaluation value Vcgu, the V-phase voltage evaluation value Vcgv, and the V-phase voltage evaluation value Vcgv for evaluating the total stored energy are included. Alternatively, the voltage evaluation value Vcgr for each group is replaced with or in addition to the voltage evaluation value for each leg circuit 4 (U phase, V phase, W phase), and the upper arm 5 and the lower arm 6 are used for each leg circuit 4. For each of the above, a group-by-group voltage evaluation value Vcgr for evaluating the total stored energy of a plurality of (Necl) converter cells 7 included in each arm may be included. In the present embodiment, the total voltage evaluation value Vcgal and the voltage evaluation value Vcgr for each group generated by the voltage evaluation value generation unit 700 are comprehensively referred to as the voltage evaluation value Vcg.

これらの電圧評価値Vcgは、電力変換器2の全ての変換器セル7のキャパシタ電圧Vcの平均値、あるいは、各グループ(各相レグ回路または各アーム)に属する複数個の変換器セル7のキャパシタ電圧Vcの平均値として求められている。 These voltage evaluation values Vcg are the average value of the capacitor voltage Vc of all the converter cells 7 of the power converter 2, or the value of a plurality of converter cells 7 belonging to each group (each phase leg circuit or each arm). It is obtained as the average value of the capacitor voltage Vc.

アーム電圧指令生成部601は、交流電流制御部603と、循環電流算出部604と、循環電流制御部605と、指令分配部606と、電圧マクロ制御部610とを含む。 The arm voltage command generation unit 601 includes an alternating current control unit 603, a circulation current calculation unit 604, a circulation current control unit 605, a command distribution unit 606, and a voltage macro control unit 610.

交流電流制御部603は、検出された交流電流Iacと設定された交流電流指令値Iacrefとの偏差を0にするための交流制御指令値Vcpを算出する。たとえば、交流電流制御部603は、上記偏差に対して比例演算および積分演算を行うPI制御器として構成することもできるし、さらに微分演算を行うPID制御器として構成することもできる。あるいは、一般的にフィードバック制御に用いられる他の制御器の構成を用いて交流電流制御部603を構成することも可能である。 The AC current control unit 603 calculates the AC control command value Vcp for making the deviation between the detected AC current Iac and the set AC current command value Iacref 0. For example, the AC current control unit 603 can be configured as a PI controller that performs proportional calculation and integral calculation with respect to the deviation, or can be configured as a PID controller that further performs differential calculation. Alternatively, it is also possible to configure the AC current control unit 603 by using the configuration of another controller generally used for feedback control.

なお、図19を参照して後述するように、実施の形態4の場合には、交流電流指令値Iacrefを変更するための指令値変更部630が交流電流制御部603にさらに設けられる。 As will be described later with reference to FIG. 19, in the case of the fourth embodiment, the AC current control unit 603 is further provided with a command value changing unit 630 for changing the AC current command value Iacref.

循環電流算出部604は、上アームのアーム電流Iarmpと、下アームのアーム電流Iarmpとに基づいて、1つのレグ回路4に流れる循環電流Izを計算する。循環電流は、複数のレグ回路4の間を循環する電流である。たとえば、1つのレグ回路4に流れる循環電流Izは、以下の式(1)および式(2)によって計算できる。 The circulation current calculation unit 604 calculates the circulation current Iz flowing through one leg circuit 4 based on the arm current Iarmp of the upper arm and the arm current Iarmp of the lower arm. The circulating current is a current that circulates between the plurality of leg circuits 4. For example, the circulating current Iz flowing through one leg circuit 4 can be calculated by the following equations (1) and (2).

Idc=(Ipu+Ipv+Ipw+Inu+Inv+Inw)/2 …(1)
Iz=(Iarmp+Iarmn)/2−Idc/3 …(2)
電圧マクロ制御部610は、電圧評価値生成部700によって生成された電圧評価値Vcgに基づいて、電力変換器2の全ての変換器セル7での蓄積エネルギの過不足、および、グループ間(各相レグ回路間またはアーム間)での蓄積エネルギの不均衡を補償するように、循環電流指令値Izrefを生成する。
Idc = (Ipu + Ipv + Ipw + Inu + Inv + Inw) / 2 ... (1)
Iz = (Iarmp + Iarmn) /2-Idc/3 ... (2)
The voltage macro control unit 610 has excess or deficiency of stored energy in all the converter cells 7 of the power converter 2 and between groups (each) based on the voltage evaluation value Vcg generated by the voltage evaluation value generation unit 700. The circulating current command value Izref is generated to compensate for the imbalance of stored energy between the phase leg circuits or between the arms.

たとえば、電圧マクロ制御部610は、減算部611,613、全電圧制御部612、グループ間電圧制御部614、および、加算部615を含む。 For example, the voltage macro control unit 610 includes a subtraction unit 611, 613, a total voltage control unit 612, an intergroup voltage control unit 614, and an addition unit 615.

減算部611は、電圧評価値生成部700によって生成された全電圧評価値Vcgallを、全電圧指令値Vc*から減算する。全電圧指令値Vc*は、各変換器セル7におけるキャパシタ32での蓄積エネルギの基準値に相当する、キャパシタ電圧Vcの基準値である。全電圧制御部612は、減算部611によって算出された、全電圧指令値Vc*に対する全電圧評価値Vcgallの偏差に対して演算を施すことによって、第1の電流指令値Izref1を生成する。第1の電流指令値Izref1は、各変換器セル7のキャパシタ電圧Vcの全体レベルを、全電圧指令値Vc*に制御することで、電力変換器2の全ての変換器セル7での蓄積エネルギの過不足を解消するための循環電流値に相当する。 The subtraction unit 611 subtracts the total voltage evaluation value Vcgall generated by the voltage evaluation value generation unit 700 from the total voltage command value Vc *. The total voltage command value Vc * is a reference value of the capacitor voltage Vc corresponding to the reference value of the stored energy in the capacitor 32 in each converter cell 7. The total voltage control unit 612 generates the first current command value Izref1 by performing an operation on the deviation of the total voltage evaluation value Vcgall with respect to the total voltage command value Vc * calculated by the subtraction unit 611. The first current command value Izref1 controls the overall level of the capacitor voltage Vc of each converter cell 7 to the total voltage command value Vc *, so that the stored energy in all the converter cells 7 of the power converter 2 is stored. Corresponds to the circulating current value for eliminating the excess or deficiency of.

同様に、減算部613は、全電圧評価値Vcgallからグループ毎電圧評価値Vcgrを減算する。たとえば、基本制御部502がU相基本制御部502である場合には、減算部613には、グループ毎電圧評価値Vcgrとして、U相電圧評価値Vcguが入力される。グループ間電圧制御部614は、減算部613によって算出された、全電圧評価値Vcgallに対するグループ毎電圧評価値Vcgr(U相電圧評価値Vcgu)の偏差に対して演算を施すことによって、第2の電流指令値Izref2を生成する。第2の電流指令値Izref2は、グループ間(ここでは、相毎のレグ回路間)で、変換器セル7のキャパシタ電圧Vcのレベルを均一化して、グループ間での変換器セル7での蓄積エネルギの不均衡を解消するための循環電流値に相当する。 Similarly, the subtraction unit 613 subtracts the voltage evaluation value Vcgr for each group from the total voltage evaluation value Vcgall. For example, when the basic control unit 502 is the U-phase basic control unit 502, the U-phase voltage evaluation value Vcgu is input to the subtraction unit 613 as the voltage evaluation value Vcgr for each group. The inter-group voltage control unit 614 performs a second calculation on the deviation of the voltage evaluation value Vcgr (U-phase voltage evaluation value Vcgu) for each group with respect to the total voltage evaluation value Vcgall calculated by the subtraction unit 613. Generates the current command value Dev2. The second current command value, Izref2, equalizes the level of the capacitor voltage Vc of the converter cell 7 between the groups (here, between the leg circuits for each phase), and accumulates in the converter cell 7 between the groups. It corresponds to the circulating current value for eliminating the energy imbalance.

たとえば、全電圧制御部612およびグループ間電圧制御部614は、減算部611,613が算出した上記偏差に対して比例演算および積分演算を行うPI制御器として構成することもできるし、さらに微分演算を行うPID制御器として構成することもできる。あるいは、一般的にフィードバック制御に用いられる他の制御器の構成を用いて、全電圧制御部612およびグループ間電圧制御部614を構成することも可能である。 For example, the total voltage control unit 612 and the intergroup voltage control unit 614 can be configured as a PI controller that performs proportional calculation and integration calculation on the deviation calculated by the subtraction units 611 and 613, and further differential calculation. It can also be configured as a PID controller that performs the above. Alternatively, the total voltage control unit 612 and the intergroup voltage control unit 614 can be configured by using the configuration of another controller generally used for feedback control.

加算部615は、全電圧制御部612からの第1の電流指令値Izref1と、グループ間電圧制御部614からの第2の電流指令値Izref2とを加算して、循環電流指令値Izrefを生成する。 The addition unit 615 adds the first current command value Izref1 from the total voltage control unit 612 and the second current command value Izref2 from the intergroup voltage control unit 614 to generate a circulating current command value Izref2. ..

循環電流制御部605は、循環電流算出部604によって算出された循環電流Izを、電圧マクロ制御部610によって設定された循環電流指令値Izrefに追従制御するための循環制御指令値Vzpを算出する。循環電流制御部605についても、循環電流指令値Izrefに対する循環電流Izの偏差に対して、PI制御またはPID制御等を実行する制御器によって構成することが可能である。すなわち、電圧評価値Vcgを用いる電圧マクロ制御部610は、循環電流を制御するマイナーループを構成することによって、全ての変換器セル7、または、グループ毎の複数個の変換器セル7での蓄積エネルギの過不足を抑制する。 The circulation current control unit 605 calculates the circulation control command value Vzp for controlling the circulation current Iz calculated by the circulation current calculation unit 604 to follow the circulation current command value Izref set by the voltage macro control unit 610. The circulating current control unit 605 can also be configured by a controller that executes PI control, PID control, or the like with respect to the deviation of the circulating current Iz with respect to the circulating current command value Izref. That is, the voltage macro control unit 610 using the voltage evaluation value Vcg accumulates in all the converter cells 7 or a plurality of converter cells 7 for each group by forming a minor loop for controlling the circulating current. Suppress excess or deficiency of energy.

なお、実施の形態1の場合には、図11を参照して後述するように、電圧マクロ制御部610から受信した循環電流指令値Izrefを変更するための指令値変更部620が、循環電流制御部605にさらに設けられる。 In the case of the first embodiment, as will be described later with reference to FIG. 11, the command value changing unit 620 for changing the circulating current command value Izref received from the voltage macro control unit 610 controls the circulating current. A portion 605 is further provided.

指令分配部606は、交流制御指令値Vcpと、循環制御指令値Vzpと、直流電圧指令値Vdcrefと、中性点電圧Vsnと、交流電圧Vacとを受ける。電力変換器2の交流側が変圧器13を介して交流回路12に接続されているため、中性点電圧Vsnは、直流回路14の直流電源の電圧により求めることができる。直流電圧指令値Vdcrefは、直流出力制御により与えられても、一定値でもよい。 The command distribution unit 606 receives an AC control command value Vcp, a circulation control command value Vzp, a DC voltage command value Vdcref, a neutral point voltage Vsn, and an AC voltage Vac. Since the AC side of the power converter 2 is connected to the AC circuit 12 via the transformer 13, the neutral point voltage Vsn can be obtained from the voltage of the DC power supply of the DC circuit 14. The DC voltage command value Vdcref may be given by DC output control or may be a constant value.

指令分配部606は、これらの入力に基づいて、上アームおよび下アームがそれぞれ出力分担する電圧を算出する。指令分配部606は、算出した電圧から上アームまたは下アーム内のインダクタンス成分による電圧降下分をそれぞれ差し引くことによって、上アームのアーム電圧指令値krefp、および、下アームのアーム電圧指令値krefnを決定する。 The command distribution unit 606 calculates the voltage shared by the upper arm and the lower arm, respectively, based on these inputs. The command distribution unit 606 determines the arm voltage command value krefp of the upper arm and the arm voltage command value krefn of the lower arm by subtracting the voltage drop due to the inductance component in the upper arm or the lower arm from the calculated voltage, respectively. To do.

決定された上アームのアーム電圧指令値krefp、および下アームのアーム電圧指令値krefnは、交流電流Iacを交流電流指令値Iacrefに追従させ、循環電流Izを循環電流指令値Izrefに追従させ、直流電圧Vdcを直流電圧指令値Vdcrefに追従させるとともに、交流電圧Vacをフィードフォワード制御する出力電圧指令となる。この様に、循環電流Izを循環電流指令値Izrefに追従させるための循環制御指令値Vzpは、アーム電圧指令値krefp,krefnに反映されている。すなわち、電圧マクロ制御部610によって算出される循環電流指令値Izref、または、循環制御指令値Vzpは、同一アームに含まれるNcell個の変換器セル7に対して共通に設定される「制御値」の一実施例に相当する。 The determined upper arm arm voltage command value krefp and the lower arm arm voltage command value krefn cause the AC current Iac to follow the AC current command value Iacref, the circulating current Iz to follow the circulating current command value Izref, and direct current. This is an output voltage command that causes the voltage Vdc to follow the DC voltage command value Vdcref and feed-forward controls the AC voltage Vac. In this way, the circulation control command value Vzp for making the circulation current Iz follow the circulation current command value Izref is reflected in the arm voltage command values krefp and krefn. That is, the circulation current command value Izref or the circulation control command value Vzp calculated by the voltage macro control unit 610 is a “control value” that is commonly set for Ncell converter cells 7 included in the same arm. Corresponds to one embodiment.

基本制御部502は、上アームのアーム電流Iarmpと、下アームのアーム電流Iarmnと、上アームのアーム電圧指令値krefpと、下アームのアーム電圧指令値krefnとを出力する。 The basic control unit 502 outputs the arm current Iarmp of the upper arm, the arm current Iarmn of the lower arm, the arm voltage command value krefp of the upper arm, and the arm voltage command value krefn of the lower arm.

図6は、アーム制御部503の構成例を説明するブロック図である。
図6を参照して、アーム制御部503は、Ncell個の個別セル制御部202を含む。
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration example of the arm control unit 503.
With reference to FIG. 6, the arm control unit 503 includes Ncell individual cell control units 202.

個別セル制御部202は、対応する変換器セル7を個別に制御する。個別セル制御部202は、基本制御部502からアーム電圧指令値kref、アーム電流Iarm、および、キャパシタ電圧指令値Vcell*を受ける。本開示では、キャパシタ電圧指令値Vcell*を個別電圧指令値Vcell*または単に電圧指令値Vcell*と称する。 The individual cell control unit 202 individually controls the corresponding converter cell 7. The individual cell control unit 202 receives the arm voltage command value kref, the arm current Iarm, and the capacitor voltage command value Vcell * from the basic control unit 502. In the present disclosure, the capacitor voltage command value Vcell * is referred to as an individual voltage command value Vcell * or simply a voltage command value Vcell *.

個別セル制御部202は、対応する変換器セル7のゲート信号gaを生成して、対応する変換器セル7へ出力する。ゲート信号gaは、図2(a)の変換器セル7では、スイッチング素子31pおよび31nのオンオフを制御する信号である(n=2)。なお、変換器セル7が、図2(b)のフルブリッジ構成である場合には、スイッチング素子31p1,31n1,31p2,31n2のそれぞれのゲート信号が生成される(n=4)。一方で、各変換器セル7の電圧検出器33からの検出値(キャパシタ電圧Vc)は、図5に示された電圧評価値生成部700へ送出される。 The individual cell control unit 202 generates the gate signal ga of the corresponding converter cell 7 and outputs it to the corresponding converter cell 7. The gate signal ga is a signal for controlling the on / off of the switching elements 31p and 31n in the converter cell 7 of FIG. 2A (n = 2). When the converter cell 7 has the full bridge configuration shown in FIG. 2B, the gate signals of the switching elements 31p1, 31n1, 31p2, 31n2 are generated (n = 4). On the other hand, the detection value (capacitor voltage Vc) from the voltage detector 33 of each converter cell 7 is sent to the voltage evaluation value generation unit 700 shown in FIG.

図7は、図6に示された個別セル制御部202の構成例を示すブロック図である。
図7を参照して、個別セル制御部202は、キャリア発生器203と、個別電圧制御部205と、加算器206と、ゲート信号生成部207とを有する。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example of the individual cell control unit 202 shown in FIG.
With reference to FIG. 7, the individual cell control unit 202 includes a carrier generator 203, an individual voltage control unit 205, an adder 206, and a gate signal generation unit 207.

キャリア発生器203は、位相シフトPWM(Pulse Width Modulation)制御で用いられる、ある定められた周波数(すなわち、キャリア周波数)を有するキャリア信号CSを生成する。位相シフトPWM制御とは、同一アーム(上アーム5または下アーム6)を構成する複数(Ncell個)の変換器セル7のそれぞれに対して出力されるPWM信号のタイミングを相互にずらすものである。 The carrier generator 203 generates a carrier signal CS having a predetermined frequency (that is, a carrier frequency) used in phase shift PWM (Pulse Width Modulation) control. The phase shift PWM control shifts the timing of the PWM signals output to each of a plurality of (Ncell) converter cells 7 constituting the same arm (upper arm 5 or lower arm 6). ..

これによって、各変換器セル7の出力電圧の合成電圧に含まれる高調波成分が削減されることが知られている。たとえば、キャリア発生器203が、アーム制御部503から受信した共通の基準位相θiに基づいて、上記Ncell個の変換器セル7の間で相互に位相のずれたキャリア信号CSを生成する。 It is known that this reduces the harmonic components included in the combined voltage of the output voltage of each converter cell 7. For example, the carrier generator 203 generates a carrier signal CS that is out of phase with each other among the Ncell converter cells 7 based on the common reference phase θi received from the arm control unit 503.

個別電圧制御部205には、電圧指令値Vcell*と、対応する変換器セル7のキャパシタ電圧Vcと、対応する変換器セル7が属するアームのアーム電流とを受ける。電圧指令値Vcell*は、図5の全電圧制御部612の電圧指令値Vc*と共通の値(固定値)に設定することができる。あるいは、同一アーム内でのキャパシタ電圧Vcを均一化するために、電圧指令値Vcell*は、同一アームに含まれるNcell個の変換器セル7のキャパシタ電圧の平均値に設定されてもよい。 The individual voltage control unit 205 receives a voltage command value Vcell *, a capacitor voltage Vc of the corresponding converter cell 7, and an arm current of the arm to which the corresponding converter cell 7 belongs. The voltage command value Vcell * can be set to a value (fixed value) common to the voltage command value Vc * of the total voltage control unit 612 of FIG. Alternatively, in order to equalize the capacitor voltage Vc in the same arm, the voltage command value Vcell * may be set to the average value of the capacitor voltages of Ncell converter cells 7 included in the same arm.

個別電圧制御部205は、電圧指令値Vcell*に対するキャパシタ電圧Vcの偏差に演算を施して、個別電圧制御のための制御出力dkrefを算出する。個別電圧制御部205についても、PI制御またはPID制御等を実行する制御器によって構成することが可能である。また、上記制御器による演算値に対して、アーム電流Iarmの極性に応じて、「+1」または「−1」を乗算することによって、上記偏差を解消する方向にキャパシタ32を充放電するための制御出力dkrefが算出される。もしくは、上記制御器による演算値に対して、アーム電流Iarmを乗算することによって、上記偏差を解消する方向にキャパシタ32を充放電するための制御出力dkrefを算出してもよい。 The individual voltage control unit 205 calculates the deviation of the capacitor voltage Vc with respect to the voltage command value Vcell * to calculate the control output dkref for individual voltage control. The individual voltage control unit 205 can also be configured by a controller that executes PI control, PID control, or the like. Further, by multiplying the calculated value by the controller by "+1" or "-1" according to the polarity of the arm current Iarm, the capacitor 32 is charged and discharged in the direction of eliminating the deviation. The control output dkref is calculated. Alternatively, the control output dkref for charging / discharging the capacitor 32 in the direction of eliminating the deviation may be calculated by multiplying the calculated value by the controller by the arm current Iarm.

加算器206は、基本制御部502からのアーム電圧指令値krefと、個別電圧制御部205の制御出力dkrefとを加算することによって、セル電圧指令値krefcを出力する。 The adder 206 outputs the cell voltage command value krefc by adding the arm voltage command value kref from the basic control unit 502 and the control output dkref of the individual voltage control unit 205.

ゲート信号生成部207は、キャリア発生器203からのキャリア信号CSによって、セル電圧指令値krefcをPWM変調することでゲート信号gaを生成する。 The gate signal generation unit 207 generates a gate signal ga by PWM-modulating the cell voltage command value krefc by the carrier signal CS from the carrier generator 203.

図8は、個別電圧制御部の詳細な構成例を示すブロック図である。図8を参照して、個別電圧制御部205は、減算器210と、PI制御器211と、乗算器213とを含む。 FIG. 8 is a block diagram showing a detailed configuration example of the individual voltage control unit. With reference to FIG. 8, the individual voltage control unit 205 includes a subtractor 210, a PI controller 211, and a multiplier 213.

減算器210は、電圧指令値Vcell*に対するキャパシタ電圧Vcの偏差を算出する。PI制御器211は、減算器210が算出した上記偏差に対して比例演算および積分演算を行う。なお、PI制御器211に代えて、さらに微分演算を行うPID制御器としてもよいし、他の構成のフィードバック制御器を用いてもよい。 The subtractor 210 calculates the deviation of the capacitor voltage Vc with respect to the voltage command value Vcell *. The PI controller 211 performs proportional calculation and integration calculation on the deviation calculated by the subtractor 210. In addition, instead of the PI controller 211, a PID controller that further performs a differential operation may be used, or a feedback controller having another configuration may be used.

乗算器213は、PI制御器211の演算結果にアーム電流Iarmを乗算することによって、個別電圧制御部205の制御出力dkrefを生成する。なお、乗算器213は、アーム電流Iarmに代えて、アーム電流Iarmの極性に応じた符号「+1」または「−1」を、PI制御器211の演算結果に乗算してもよい。 The multiplier 213 generates the control output dkref of the individual voltage control unit 205 by multiplying the calculation result of the PI controller 211 by the arm current Iarm. The multiplier 213 may multiply the calculation result of the PI controller 211 by the code "+1" or "-1" according to the polarity of the arm current Iarm instead of the arm current Iarm.

図9は、図7に示されたゲート信号生成部によるPWM変調制御を説明するための概念的な波形図である。なお、図9に示された信号波形は説明のために誇張したものであり、実際の信号波形をそのまま示したものではない。 FIG. 9 is a conceptual waveform diagram for explaining PWM modulation control by the gate signal generation unit shown in FIG. 7. The signal waveform shown in FIG. 9 is exaggerated for the sake of explanation, and does not show the actual signal waveform as it is.

図9を参照して、セル電圧指令値krefcは、代表的には三角波で構成されるキャリア信号CSと、電圧比較される。セル電圧指令値krefcの電圧が、キャリア信号CSの電圧よりも高いときには、PWM変調信号Spwmはハイレベル(Hレベル)に設定される。反対に、キャリア信号CSの電圧がセル電圧指令値krefcの電圧よりも高いときには、PWM変調信号Spwmはローレベル(Lレベル)に設定される。 With reference to FIG. 9, the cell voltage command value krefc is voltage-compared with the carrier signal CS, which is typically composed of a triangular wave. When the voltage of the cell voltage command value krefc is higher than the voltage of the carrier signal CS, the PWM modulation signal Spwm is set to a high level (H level). On the contrary, when the voltage of the carrier signal CS is higher than the voltage of the cell voltage command value krefc, the PWM modulation signal Spwm is set to the low level (L level).

たとえば、PWM変調信号SpwmのHレベル期間では、図2(a)の変換器セル7において、スイッチング素子31pをオンする一方で、スイッチング素子31nをオフするようにゲート信号ga(n=2)が生成される。反対に、PWM変調信号SpwmのLレベル期間では、スイッチング素子31nをオンする一方で、スイッチング素子31pをオフするようにゲート信号ga(n=2)が生成される。 For example, in the H level period of the PWM modulation signal Spwm, in the converter cell 7 of FIG. 2A, the gate signal ga (n = 2) so as to turn on the switching element 31p while turning off the switching element 31n. Will be generated. On the contrary, in the L level period of the PWM modulation signal Spwm, the gate signal ga (n = 2) is generated so as to turn on the switching element 31n while turning off the switching element 31p.

ゲート信号gaとして、変換器セル7のスイッチング素子31p、31nのゲートドライバ(図示せず)に送出されることによって、変換器セル7のスイッチング素子31p、31nがオンオフ制御される。 The switching elements 31p and 31n of the converter cell 7 are on / off controlled by being transmitted as the gate signal ga to the gate driver (not shown) of the switching elements 31p and 31n of the converter cell 7.

セル電圧指令値krefcは、制御出力dkrefによって修正された、正弦波電圧に相当する。従って、制御装置3では、当該正弦波電圧(アーム電圧指令値kref)の振幅(または、実効値)と、キャリア信号CSの振幅から、PWM変調での変調率指令値を公知の手法によって算出することが可能である。 The cell voltage command value krefc corresponds to the sinusoidal voltage modified by the control output dkref. Therefore, in the control device 3, the modulation rate command value in PWM modulation is calculated by a known method from the amplitude (or effective value) of the sine wave voltage (arm voltage command value kref) and the amplitude of the carrier signal CS. It is possible.

このように、本実施の形態に係る電力変換装置では、変換器セル7のキャパシタ電圧Vcは、変換器セル7毎での個別制御(個別電圧制御部205)と、電力変換器2の全体、または、同じグループ(各相レグ回路またはアーム)内の複数の変換器セル7での蓄積エネルギを制御するためのマクロ制御(電圧マクロ制御部610)との多階層で制御されることが理解される。 As described above, in the power converter according to the present embodiment, the capacitor voltage Vc of the converter cell 7 is individually controlled for each converter cell 7 (individual voltage control unit 205) and the entire power converter 2. Alternatively, it is understood that the control is performed in multiple layers with a macro control (voltage macro control unit 610) for controlling the stored energy in a plurality of converter cells 7 in the same group (each phase leg circuit or arm). To.

(個別制御におけるキャパシタ電圧のばらつきの原因)
図5の電圧マクロ制御部610によって、電力変換器2の全ての変換器セル7での蓄積エネルギの過不足、および、グループ間(各相レグ回路間またはアーム間)での蓄積エネルギの不均衡が是正されていたとしても、個別セル制御部202における個別制御が十分に機能せずに個々のキャパシタ電圧Vcがばらつく場合がある。その結果、いずれかの変換器セル7のキャパシタ電圧Vcが過電圧保護または低電圧保護のレベルまで過上昇または過低下することで、MMCの動作が停止される虞がある。
(Cause of capacitor voltage variation in individual control)
The voltage macro control unit 610 of FIG. 5 causes excess or deficiency of stored energy in all converter cells 7 of the power converter 2 and imbalance of stored energy between groups (between each phase leg circuit or between arms). Even if the above is corrected, the individual control in the individual cell control unit 202 may not function sufficiently and the individual capacitor voltage Vc may vary. As a result, the capacitor voltage Vc of any of the converter cells 7 may be over-rise or over-lower to the level of overvoltage protection or undervoltage protection, and the operation of the MMC may be stopped.

上記のように個々のキャパシタ電圧Vcがばらつく原因の1つとして、アーム電流Iarmが著しく小さいことが挙げられる。たとえば、交流回路12と電力変換装置1との間で入力または出力される交流電力が少ないときにアーム電流Iarmが小さくなる。アーム電流Iarmが小さくなると個々の変換器セル7を流れる電流が小さくなるので、蓄電素子32に充電または蓄電素子32から放電される電流も小さくなる。この結果、個別制御が効きにくくなり、個々のキャパシタ電圧Vcがばらつく。個々のキャパシタ電圧Vcのばらつきを放置すると、ばらつきがさらに拡大する場合がある。 One of the causes of the variation of the individual capacitor voltage Vc as described above is that the arm current Iarm is extremely small. For example, the arm current Iarm becomes small when the AC power input or output between the AC circuit 12 and the power conversion device 1 is small. As the arm current Iarm becomes smaller, the current flowing through each converter cell 7 becomes smaller, so that the current that charges the power storage element 32 or is discharged from the power storage element 32 also becomes smaller. As a result, individual control becomes difficult to work, and individual capacitor voltages Vc vary. If the variation of the individual capacitor voltage Vc is left unattended, the variation may further increase.

実施の形態1の電力変換装置1では、個々のキャパシタ電圧Vcのばらつきが大きい場合に、交流電流制御部603による制御を実行しながら循環電流を増やす(すなわち、循環電流指令値の絶対値を増やす)ように電力変換器2を制御する。これによって、電力変換器2と交流回路12との間での交流電力の入出力の制御に影響を与えずに、個々の変換器セル7を流れる電流の実効値を大きくできる。結果として、個別制御を効きやすくしてキャパシタ電圧Vcのばらつきを抑制できる。以下、図10〜図12を参照して具体的に説明する。 In the power conversion device 1 of the first embodiment, when the individual capacitor voltage Vc varies widely, the circulating current is increased while being controlled by the AC current control unit 603 (that is, the absolute value of the circulating current command value is increased). ) To control the power converter 2. As a result, the effective value of the current flowing through each converter cell 7 can be increased without affecting the control of the input / output of AC power between the power converter 2 and the AC circuit 12. As a result, the individual control can be easily effective and the variation of the capacitor voltage Vc can be suppressed. Hereinafter, a specific description will be given with reference to FIGS. 10 to 12.

(循環電流変更部の構成および動作)
図10は、循環電流変更部810の構成例を示すブロック図である。循環電流変更部810は、制御装置3に設けられる。循環電流変更部810は、循環電流制御部605に対して循環電流指令値Izrefの変更指令を出力する。
(Configuration and operation of circulating current changer)
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration example of the circulating current changing unit 810. The circulating current changing unit 810 is provided in the control device 3. The circulating current changing unit 810 outputs a changing command of the circulating current command value Izref to the circulating current control unit 605.

図10に示すように、循環電流変更部810は、各変換器セル7において電圧検出器33によって検出されたキャパシタ電圧Vcを受ける最大・最小生成部811と、指令値変更指令部812とを含む。最大・最小生成部811は、全ての変換器セル7のキャパシタ電圧Vcの最大値Vcmaxおよび最小値Vcminを求める。指令値変更指令部812は、最大値Vcmaxおよび最小値Vcminと差が閾値よりも大きい場合に、循環電流制御部605に設けられた指令値変更部620に、循環電流指令値Izrefの変更指令を出力する。 As shown in FIG. 10, the circulating current changing unit 810 includes a maximum / minimum generating unit 811 that receives the capacitor voltage Vc detected by the voltage detector 33 in each converter cell 7, and a command value changing command unit 812. .. The maximum / minimum generation unit 811 obtains the maximum value Vcmax and the minimum value Vcmin of the capacitor voltage Vc of all the converter cells 7. When the difference between the maximum value Vcmax and the minimum value Vcmin is larger than the threshold value, the command value change command unit 812 issues a command value change command unit 620 provided in the circulation current control unit 605 to change the circulation current command value Isref. Output.

図11は、循環電流指令値を変更する機能を含めた循環電流制御部の構成例を示すブロック図である。図11を参照して、循環電流制御部605は、指令値変更部620と、減算器621と、PI制御器622とを含む。図11の循環電流制御部605は、指令値変更部620がさらに含まれている点で図5の循環電流制御部605と異なる。 FIG. 11 is a block diagram showing a configuration example of the circulating current control unit including the function of changing the circulating current command value. With reference to FIG. 11, the circulating current control unit 605 includes a command value changing unit 620, a subtractor 621, and a PI controller 622. The circulating current control unit 605 of FIG. 11 is different from the circulating current control unit 605 of FIG. 5 in that the command value changing unit 620 is further included.

指令値変更部620は、循環電流変更部810の指令値変更指令部812から循環電流指令値Izrefの変更指令を受けた場合に、たとえば、電圧マクロ制御部610から入力された循環電流指令値Izrefに変更量ΔIzを加算し、加算結果を最終的な循環電流指令値Izref*として減算器621に出力する。一方、指令値変更部620は、指令値変更指令部812から循環電流指令値Izrefの変更指令を受けていない場合には、入力された循環電流指令値Izrefをそのまま変更せずにIzref*として出力する。 When the command value changing unit 620 receives a command for changing the circulating current command value Isref from the command value changing command unit 812 of the circulating current changing unit 810, for example, the circulating current command value Isref input from the voltage macro control unit 610. The change amount ΔIz is added to, and the addition result is output to the subtractor 621 as the final circulating current command value Izref *. On the other hand, when the command value change unit 620 has not received the change command of the circulating current command value Izref from the command value change command unit 812, the command value changing unit 620 outputs the input circulating current command value Izref as Izref * without changing it as it is. To do.

減算器621は、指令値変更部620から出力された循環電流指令値Izref*と、循環電流算出部604によって算出された循環電流Izとの偏差を算出する。PI制御器622は、減算器621が算出した上記偏差に対して比例演算および積分演算を行う。なお、PI制御器622に代えて、さらに微分演算を行うPID制御器としてもよいし、他の構成のフィードバック演算器を用いてもよい。循環電流制御部605は、PI制御器622の演算結果を循環制御指令値Vzpとして出力する。 The subtractor 621 calculates the deviation between the circulating current command value Izref * output from the command value changing unit 620 and the circulating current Iz calculated by the circulating current calculation unit 604. The PI controller 622 performs proportional calculation and integration calculation on the deviation calculated by the subtractor 621. In addition, instead of the PI controller 622, a PID controller that further performs a differential calculation may be used, or a feedback calculator having another configuration may be used. The circulation current control unit 605 outputs the calculation result of the PI controller 622 as the circulation control command value Vzp.

図12は、図10の指令値変更指令部の動作を示すフローチャートである。図12を参照して、指令値変更指令部812は、全ての変換器セル7のキャパシタ電圧Vcの最大値Vcmaxと最小値Vcminとの差が閾値Vth1よりも大きい場合に動作する(ステップS600でYES)。指令値変更指令部812は、ステップS600がYESとなった時点において電圧マクロ制御部610から受信した循環電流指令値Izrefを、Izref0としてメモリに記憶する(ステップS605)。この場合、指令値変更指令部812は、電圧マクロ制御部610から受信した循環電流指令値IzrefをIzref0+ΔIzに変更するように、すなわち、循環電流指令値Izrefの絶対値を増加させるように指令値変更部620に指令する(ステップS610)。 FIG. 12 is a flowchart showing the operation of the command value change command unit of FIG. With reference to FIG. 12, the command value change command unit 812 operates when the difference between the maximum value Vcmax and the minimum value Vcmin of the capacitor voltage Vc of all the converter cells 7 is larger than the threshold value Vth1 (in step S600). YES). The command value change command unit 812 stores the circulating current command value Izref received from the voltage macro control unit 610 at the time when step S600 becomes YES as Izref 0 in the memory (step S605). In this case, the command value change command unit 812 changes the command value so as to change the circulating current command value Izref received from the voltage macro control unit 610 to Izref 0 + ΔIz, that is, to increase the absolute value of the circulating current command value Izref. Command unit 620 (step S610).

循環電流制御部605は、変更後の循環電流指令値Izref0+ΔIz(=Izref*)と、アーム電流Iarmから算出された循環電流Izとに基づいて、循環制御指令値Vzpを生成する。算出された循環制御指令値Vzpに基づいてアーム電圧指令値krefが生成されるので、結果として、電力変換器2の各相の循環電流が増加する。そして、この循環電流の増加分だけアーム電流Iarmを増加させることができる。 The circulation current control unit 605 generates a circulation control command value Vzp based on the changed circulation current command value Izref0 + ΔIz (= Izref *) and the circulation current Iz calculated from the arm current Iarm. Since the arm voltage command value kref is generated based on the calculated circulation control command value Vzp, as a result, the circulating current of each phase of the power converter 2 increases. Then, the arm current Iarm can be increased by the increase in the circulating current.

その後、指令値変更指令部812は、全ての変換器セル7のキャパシタ電圧Vcの最大値Vcmaxと最小値Vcminとの差が閾値Vth2(ただし、Vth2<Vth1)よりも小さくなった場合に(ステップS620でYES)、ステップS610で変更した循環電流指令値を元に戻すように循環電流制御部605の指令値変更部620に指令する(ステップS630)。ステップS620でNOの場合は、ステップS610が繰り返される。 After that, when the difference between the maximum value Vcmax and the minimum value Vcmin of the capacitor voltage Vc of all the converter cells 7 becomes smaller than the threshold value Vth2 (however, Vth2 <Vth1), the command value change command unit 812 (step). YES in S620), instructing the command value changing unit 620 of the circulating current control unit 605 to return the circulating current command value changed in step S610 (step S630). If NO in step S620, step S610 is repeated.

(変形例)
循環電流を増加させるとアーム間でのキャパシタ電圧Vcの差が大きくなりすぎる場合がある。そこで、アーム間のキャパシタ電圧Vcの差を解消するため、上記の循環電流指令値Izrefの変更を間欠的に行ってもよい。たとえば、指令値変更指令部812は、循環電流指令値IzrefをIzref0+ΔIzに変更する場合と元の循環電流指令値Izref0のままで変更しない場合とを交互に繰り返すように指令値変更部620に指令する。
(Modification example)
When the circulating current is increased, the difference in the capacitor voltage Vc between the arms may become too large. Therefore, in order to eliminate the difference in the capacitor voltage Vc between the arms, the above-mentioned circulation current command value Izref may be changed intermittently. For example, the command value change command unit 812 commands the command value change unit 620 to alternately repeat the case where the circulating current command value Izref is changed to Izref0 + ΔIz and the case where the original circulating current command value Izref0 is not changed. ..

もしくは、アーム電流Iarmを流す方向を交互に変更するように循環電流指令値Izrefを設定してもよい。たとえば、指令値変更指令部812は、元の循環電流指令値Izref0に変更量ΔIzを加算する場合と元の循環電流指令値Izref0から変更量ΔIzを減算する場合とを交互に繰り返すように指令値変更部620に指令する。 Alternatively, the circulating current command value Izref may be set so as to alternately change the direction in which the arm current Iarm flows. For example, the command value change command unit 812 alternately repeats the case of adding the change amount ΔIz to the original circulating current command value Izref0 and the case of subtracting the change amount ΔIz from the original circulating current command value Izref0. Command the change unit 620.

なお、最大・最小生成部811は、入力された各変換器セル7のキャパシタ電圧Vcの時系列データに対して高域除去フィルタを施した後に、最大値および最小値を求めてもよい。 The maximum / minimum generation unit 811 may obtain the maximum value and the minimum value after applying a high frequency removal filter to the time series data of the capacitor voltage Vc of each input converter cell 7.

また、キャパシタ電圧Vcの最大値Vcmaxと最小値Vcminとの差に代えて、全ての変換器セル7のキャパシタ電圧Vcの分散または標準偏差などを用いてもよく、ばらつきの程度を表す評価値であれば特に限定されない。したがって、指令値変更指令部812は、ばらつきの程度を表す評価値が閾値よりも大きい場合に、電圧マクロ制御部610から入力された循環電流指令値Izrefを、Izref0+ΔIzに変更する指令を指令値変更部620に出力する。 Further, instead of the difference between the maximum value Vcmax and the minimum value Vcmin of the capacitor voltage Vc, the dispersion or standard deviation of the capacitor voltage Vc of all the converter cells 7 may be used, and is an evaluation value indicating the degree of variation. If there is, there is no particular limitation. Therefore, the command value change command unit 812 changes the command value to change the circulating current command value Izref input from the voltage macro control unit 610 to Izref0 + ΔIz when the evaluation value indicating the degree of variation is larger than the threshold value. Output to unit 620.

(実施の形態1の効果)
以上のとおり、実施の形態1の電力変換装置1によれば、個々の変換器セル7のキャパシタ電圧Vcのばらつきが大きい場合には、循環電流指令値Izrefがより大きい値に設定される。これにより、循環電流の増加分だけアーム電流Iarmの実効値も大きくなるので個別制御がより効果的に機能するようになる。この結果、個々のキャパシタ電圧Vcのばらつきを抑制できる。
(Effect of Embodiment 1)
As described above, according to the power converter 1 of the first embodiment, when the variation of the capacitor voltage Vc of each converter cell 7 is large, the circulating current command value Isref is set to a larger value. As a result, the effective value of the arm current Iarm increases as the circulating current increases, so that the individual control functions more effectively. As a result, variations in individual capacitor voltages Vc can be suppressed.

実施の形態2.
実施の形態2の電力変換装置1では、交流回路12と電力変換器2との間に調相機器801が接続される。個々のキャパシタ電圧Vcのばらつきが大きい場合には、電力変換器2から調相機器801に無効電流を流すことによってアーム電流Iarmの実効値を大きくする。これによって、個別制御が効きやすくなるので、キャパシタ電圧Vcのばらつきを抑制できる。以下、図13〜図15を参照して具体的に説明する。
Embodiment 2.
In the power converter 1 of the second embodiment, the phase adjusting device 801 is connected between the AC circuit 12 and the power converter 2. When the variation of the individual capacitor voltage Vc is large, the effective value of the arm current Iarm is increased by passing a reactive current from the power converter 2 to the phase adjusting device 801. As a result, individual control becomes effective, and variations in the capacitor voltage Vc can be suppressed. Hereinafter, a specific description will be given with reference to FIGS. 13 to 15.

図13は、実施の形態2の電力変換装置の概略構成図である。図13を参照して、実施の形態2の電力変換装置1Bは、電力変換器2と交流回路12との間の交流線路に開閉器802を介して調相機器801が接続されている点で、図1の電力変換装置1と異なる。 FIG. 13 is a schematic configuration diagram of the power conversion device of the second embodiment. With reference to FIG. 13, in the power converter 1B of the second embodiment, the phase adjusting device 801 is connected to the AC line between the power converter 2 and the AC circuit 12 via the switch 802. , Different from the power converter 1 of FIG.

ここで、開閉器802の接続位置は、交流電流検出器16と変圧器13との間である。したがって、調相機器801は、電力変換器2に無効電流を出力させるが、交流回路12の電流制御および電圧制御には影響を与えない。 Here, the connection position of the switch 802 is between the alternating current detector 16 and the transformer 13. Therefore, the phase adjusting device 801 causes the power converter 2 to output a reactive current, but does not affect the current control and the voltage control of the AC circuit 12.

調相機器801は、交流線路にY結線で接続されていてもよいし、Δ結線で接続されていてもよい。また、図13では、調相機器801はキャパシタおよびフィルタなどで構成される容量性の例が示されているが、リアクトルなど誘導性の調相機器であってもよい。図13のその他の点は図1と同様であるので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。 The phase adjusting device 801 may be connected to the AC line by a Y connection or may be connected by a Δ connection. Further, although FIG. 13 shows an example of the capacitance of the phase adjustment device 801 composed of a capacitor, a filter, or the like, it may be an inductive phase adjustment device such as a reactor. Since the other points of FIG. 13 are the same as those of FIG. 1, the same or corresponding parts are designated by the same reference numerals and the description is not repeated.

図14は、図13の調相機器の動作を制御する調相機器制御部の構成例を示すブロック図である。調相機器制御部820は、制御装置3に設けられる。調相機器制御部820は、個々のキャパシタ電圧Vcのばらつきが大きい場合に、図13の開閉器802を投入することによって調相機器801を動作させる。図14に示すように、調相機器制御部820は、最大・最小生成部821と開閉器制御部822とを含む。 FIG. 14 is a block diagram showing a configuration example of a phase adjustment device control unit that controls the operation of the phase adjustment device of FIG. 13. The phase adjusting device control unit 820 is provided in the control device 3. The phase adjustment device control unit 820 operates the phase adjustment device 801 by turning on the switch 802 of FIG. 13 when the variation of the individual capacitor voltage Vc is large. As shown in FIG. 14, the phase adjustment device control unit 820 includes a maximum / minimum generation unit 821 and a switch control unit 822.

最大・最小生成部821は、各変換器セル7において電圧検出器33によって検出されたキャパシタ電圧Vcを受ける。最大・最小生成部821は、全ての変換器セル7のキャパシタ電圧Vcの最大値Vcmaxおよび最小値Vcminを求める。最大・最小生成部821は、求めた最大値Vcmaxおよび最小値Vcminの情報を、開閉器制御部822に出力する。 The maximum / minimum generation unit 821 receives the capacitor voltage Vc detected by the voltage detector 33 in each converter cell 7. The maximum / minimum generation unit 821 obtains the maximum value Vcmax and the minimum value Vcmin of the capacitor voltage Vc of all the converter cells 7. The maximum / minimum generation unit 821 outputs the obtained information on the maximum value Vcmax and the minimum value Vcmin to the switch control unit 822.

図15は、図14の開閉器制御部の動作例を示すフローチャートである。図15を参照して、開閉器制御部822は、全ての変換器セル7のキャパシタ電圧Vcの最大値Vcmaxと最小値Vcminとの差が閾値Vth1よりも大きい場合(ステップS700でYES)に動作する。この場合、開閉器制御部822は、開閉器802を投入することによって調相機器801を電力変換器2に接続する(ステップS710)。これにより、電力変換器2から調相機器801に無効電流が流れるために、アーム電流Iarmを大きくすることができる。結果として、個別制御が効果的に機能するようになるので、個々のキャパシタ電圧Vcのばらつきを抑制できる。 FIG. 15 is a flowchart showing an operation example of the switch control unit of FIG. With reference to FIG. 15, the switch control unit 822 operates when the difference between the maximum value Vcmax and the minimum value Vcmin of the capacitor voltage Vc of all the converter cells 7 is larger than the threshold value Vth1 (YES in step S700). To do. In this case, the switch control unit 822 connects the phase adjustment device 801 to the power converter 2 by turning on the switch 802 (step S710). As a result, the reactive current flows from the power converter 2 to the phase adjusting device 801, so that the arm current Iarm can be increased. As a result, the individual control functions effectively, so that the variation of the individual capacitor voltage Vc can be suppressed.

その後、全ての変換器セル7のキャパシタ電圧Vcの最大値Vcmaxと最小値Vcminとの差が閾値Vth2(ただし、Vth2<Vth1)よりも小さくなると(ステップS720でYES)、開閉器制御部822は、ステップS710で投入された開閉器802を開放することによって調相機器801を電力変換器2から切り離す(ステップS730)。 After that, when the difference between the maximum value Vcmax and the minimum value Vcmin of the capacitor voltage Vc of all the converter cells 7 becomes smaller than the threshold value Vth2 (however, Vth2 <Vth1) (YES in step S720), the switch control unit 822 , The phase adjustment device 801 is separated from the power converter 2 by opening the switch 802 that was turned on in step S710 (step S730).

以上のとおり、実施の形態2の電力変換装置1Bによれば、個々の変換器セル7のキャパシタ電圧Vcのばらつきが大きい場合には、調相機器801を電力変換器2に電気的に接続することによって無効電流を電力変換器2に流させる。これにより、アーム電流Iarmの実効値が大きくなるので個別制御が効きやすくなる。結果として、個々のキャパシタ電圧Vcのばらつきを抑制できる。 As described above, according to the power converter 1B of the second embodiment, when the capacitor voltage Vc of each converter cell 7 varies widely, the phase adjusting device 801 is electrically connected to the power converter 2. This causes the ineffective current to flow through the power converter 2. As a result, the effective value of the arm current Iarm becomes large, so that individual control becomes effective. As a result, variations in individual capacitor voltages Vc can be suppressed.

なお、図15のステップS700において、キャパシタ電圧Vcの最大値Vcmaxと最小値Vcminとの差に代えて、全ての変換器セル7のキャパシタ電圧Vcの分散または標準偏差など、個々のキャパシタ電圧Vcのばらつきの程度を表す評価値を用いてもよい。 In step S700 of FIG. 15, instead of the difference between the maximum value Vcmax and the minimum value Vcmin of the capacitor voltage Vc, the dispersion or standard deviation of the capacitor voltage Vc of all the converter cells 7 and the like are used for each capacitor voltage Vc. An evaluation value indicating the degree of variation may be used.

実施の形態3.
実施の形態3の電力変換装置では、図1の交流回路12と電力変換器2との間に接続された変圧器13は、外部からの指令によってタップを切り替える機能を有している。個々のキャパシタ電圧Vcのばらつきが大きい場合には、変圧器13のタップを切り替えることによって、変圧器13の変圧比を変更する。以下、図面を参照して具体的に説明する。なお、図1の電力変換装置1のその他のハードウェア構成は、実施の形態3の場合にも適用される。
Embodiment 3.
In the power conversion device of the third embodiment, the transformer 13 connected between the AC circuit 12 and the power converter 2 of FIG. 1 has a function of switching taps by an external command. When the variation of the individual capacitor voltage Vc is large, the transformation ratio of the transformer 13 is changed by switching the taps of the transformer 13. Hereinafter, a specific description will be given with reference to the drawings. The other hardware configuration of the power conversion device 1 of FIG. 1 is also applied to the case of the third embodiment.

図16は、図1の変圧器のタップの切替を制御するための変圧器制御部の構成例を示すブロック図である。変圧器制御部830は、制御装置3に設けられる。図16に示すように、変圧器制御部830は、最大・最小生成部831とタップ切替指令部832とを含む。 FIG. 16 is a block diagram showing a configuration example of a transformer control unit for controlling switching of taps of the transformer of FIG. 1. The transformer control unit 830 is provided in the control device 3. As shown in FIG. 16, the transformer control unit 830 includes a maximum / minimum generation unit 831 and a tap changer command unit 832.

最大・最小生成部831は、各変換器セル7において電圧検出器33によって検出されたキャパシタ電圧Vcを受ける。最大・最小生成部831は、全ての変換器セル7のキャパシタ電圧Vcの最大値Vcmaxおよび最小値Vcminを求める。最大・最小生成部831は、求めた最大値Vcmaxおよび最小値Vcminの情報を、タップ切替指令部832に出力する。 The maximum / minimum generation unit 831 receives the capacitor voltage Vc detected by the voltage detector 33 in each converter cell 7. The maximum / minimum generation unit 831 obtains the maximum value Vcmax and the minimum value Vcmin of the capacitor voltage Vc of all the converter cells 7. The maximum / minimum generation unit 831 outputs the obtained information on the maximum value Vcmax and the minimum value Vcmin to the tap switching command unit 832.

図17は、図16のタップ切替指令部の動作例を示すフローチャートである。図17を参照して、タップ切替指令部832は、全ての変換器セル7のキャパシタ電圧Vcの最大値Vcmaxと最小値Vcminとの差が閾値Vth1よりも大きい場合(ステップS800でYES)に動作する。この場合、タップ切替指令部832は、タップの切替指令を変圧器13に出力する(ステップS810)。これにより、変圧器13の変圧比が変更されて、電力変換器2側の交流電流の実効値が増加する。交流電流Iacの実効値の増加によって、電力変換器2のアーム電流Iarmの実効値も増加するので、個別制御が効きやすくなる。結果として、個々のキャパシタ電圧Vcのばらつきを抑制することができる。 FIG. 17 is a flowchart showing an operation example of the tap changer command unit of FIG. With reference to FIG. 17, the tap changer command unit 832 operates when the difference between the maximum value Vcmax and the minimum value Vcmin of the capacitor voltage Vc of all the converter cells 7 is larger than the threshold value Vth1 (YES in step S800). To do. In this case, the tap changer command unit 832 outputs the tap changer command to the transformer 13 (step S810). As a result, the transformation ratio of the transformer 13 is changed, and the effective value of the alternating current on the power converter 2 side increases. As the effective value of the AC current Iac increases, the effective value of the arm current Iarm of the power converter 2 also increases, so that individual control becomes more effective. As a result, variations in individual capacitor voltages Vc can be suppressed.

なお、電力変換装置1の交流電流制御部603は、交流回路12側の交流電流Iacを交流電流指令値Iacrefに等しくなるように制御している。したがって、変圧器13の変圧比を変更しても、交流回路12側の電圧制御および電流制御には影響を及ぼさない。 The AC current control unit 603 of the power conversion device 1 controls the AC current Iac on the AC circuit 12 side so as to be equal to the AC current command value Iacref. Therefore, changing the transformer ratio of the transformer 13 does not affect the voltage control and the current control on the AC circuit 12 side.

その後、全ての変換器セル7のキャパシタ電圧Vcの最大値Vcmaxと最小値Vcminとの差が閾値Vth2(ただし、Vth2<Vth1)よりも小さくなると(ステップS820でYES)、タップ切替指令部832は、ステップS810で変更した変圧器13のタップを元に戻すように変圧器13に指令する(ステップS830)。 After that, when the difference between the maximum value Vcmax and the minimum value Vcmin of the capacitor voltage Vc of all the converter cells 7 becomes smaller than the threshold value Vth2 (however, Vth2 <Vth1) (YES in step S820), the tap switching command unit 832 , Instruct the transformer 13 to return the tap of the transformer 13 changed in step S810 (step S830).

以上のとおり、実施の形態3の電力変換装置によれば、個々の変換器セル7のキャパシタ電圧Vcのばらつきが大きい場合には、電力変換器2と交流回路12との間に設けられた変圧器13のタップを切り替えることによって、変圧器13の変圧比を変更する。これによって、交流回路12側には影響を与えずに電力変換器2側の交流電流を大きくすることができる。結果として、アーム電流Iarmが大きくなって個別制御が効きやすくなるために、個々のキャパシタ電圧Vcのばらつきを抑制できる。 As described above, according to the power converter of the third embodiment, when the variation of the capacitor voltage Vc of each converter cell 7 is large, the transformer provided between the power converter 2 and the AC circuit 12 is provided. The transformation ratio of the transformer 13 is changed by switching the taps of the capacitor 13. As a result, the AC current on the power converter 2 side can be increased without affecting the AC circuit 12 side. As a result, the arm current Iarm becomes large and the individual control becomes effective, so that the variation of the individual capacitor voltage Vc can be suppressed.

なお、図17のステップS800において、キャパシタ電圧Vcの最大値Vcmaxと最小値Vcminとの差に代えて、全ての変換器セル7のキャパシタ電圧Vcの分散または標準偏差など、個々のキャパシタ電圧Vcのばらつきの程度を表す評価値を用いてもよい。 In step S800 of FIG. 17, instead of the difference between the maximum value Vcmax and the minimum value Vcmin of the capacitor voltage Vc, the dispersion or standard deviation of the capacitor voltage Vc of all the converter cells 7 and the like are used for each capacitor voltage Vc. An evaluation value indicating the degree of variation may be used.

実施の形態4.
実施の形態4の電力変換装置では、個々のキャパシタ電圧Vcのばらつきが大きい場合に、電力変換器2から交流回路12に供給される交流電流に逆相電流分を含ませる。これにより、逆相電流分だけ交流電流の実効値が増加して、アーム電流の実効値も増加するので、キャパシタ電圧Vcの個別制御が効果的に機能するようになる。以下、図面を参照して具体的に説明する。なお、実施の形態1の電力変換装置1の構成は、交流電流制御部603を除いて基本的に実施の形態4の場合にも適用される。
Embodiment 4.
In the power conversion device of the fourth embodiment, when the variation of the individual capacitor voltage Vc is large, the alternating current supplied from the power converter 2 to the alternating current circuit 12 includes a negative phase current component. As a result, the effective value of the alternating current increases by the amount of the reverse phase current, and the effective value of the arm current also increases, so that the individual control of the capacitor voltage Vc functions effectively. Hereinafter, a specific description will be given with reference to the drawings. The configuration of the power conversion device 1 of the first embodiment is basically applied to the case of the fourth embodiment except for the alternating current control unit 603.

図18は、電力変換器から直流回路に供給する逆相電流を制御するための逆相電流制御部の構成例を示すブロック図である。逆相電流制御部840は、制御装置3に設けられる。図18に示すように、逆相電流制御部840は、最大・最小生成部841と指令値変更指令部842とを含む。 FIG. 18 is a block diagram showing a configuration example of a reverse phase current control unit for controlling a negative phase current supplied from the power converter to the DC circuit. The reverse phase current control unit 840 is provided in the control device 3. As shown in FIG. 18, the reverse phase current control unit 840 includes a maximum / minimum generation unit 841 and a command value change command unit 842.

最大・最小生成部841は、各変換器セル7において電圧検出器33によって検出されたキャパシタ電圧Vcを受ける。最大・最小生成部841は、全ての変換器セル7のキャパシタ電圧Vcの最大値Vcmaxおよび最小値Vcminを求める。指令値変更指令部842は、最大値Vcmaxと最小値Vcminとの差が閾値よりも大きい場合に、交流電流制御部603に設けられた指令値変更部630に、逆相電流分を規定範囲内で交流電流指令値Iacrefに含ませるように指令する。 The maximum / minimum generation unit 841 receives the capacitor voltage Vc detected by the voltage detector 33 in each converter cell 7. The maximum / minimum generation unit 841 obtains the maximum value Vcmax and the minimum value Vcmin of the capacitor voltage Vc of all the converter cells 7. When the difference between the maximum value Vcmax and the minimum value Vcmin is larger than the threshold value, the command value change command unit 842 sets the reverse phase current amount within the specified range in the command value change unit 630 provided in the AC current control unit 603. Is instructed to be included in the AC current command value Iacref.

図19は、実施の形態4の電力変換装置における交流電流制御部の構成例を示すブロック図である。図19を参照して、交流電流制御部603は、指令値変更部630と、減算器631と、PI制御器632とを含む。図19の交流電流制御部603は、指令値変更部630がさらに含まれている点で図5の交流電流制御部603と異なる。 FIG. 19 is a block diagram showing a configuration example of an AC current control unit in the power conversion device of the fourth embodiment. With reference to FIG. 19, the AC current control unit 603 includes a command value changing unit 630, a subtractor 631, and a PI controller 632. The AC current control unit 603 of FIG. 19 is different from the AC current control unit 603 of FIG. 5 in that the command value changing unit 630 is further included.

指令値変更部630は、逆相電流制御部840の指令値変更指令部842から交流電流指令値Iacrefの変更指令を受けた場合には、交流電流指令値Iacrefに逆相電流分を規定範囲内で含ませる。そして、指令値変更部630は、変更後の交流電流指令値Iacref*を減算器631に出力する。一方、指令値変更部630は、交流電流指令値Iacrefの変更指令を指令値変更指令部842から受けていない場合には、入力された交流電流指令値Iacrefをそのまま変更せずにIacref*として出力する。 When the command value change unit 630 receives a change command of the AC current command value Iacref from the command value change command unit 842 of the reverse phase current control unit 840, the reverse phase current component is within the specified range in the AC current command value Iacref. Include in. Then, the command value changing unit 630 outputs the changed AC current command value Iacref * to the subtractor 631. On the other hand, when the command value change unit 630 does not receive the change command of the AC current command value Iacref from the command value change command unit 842, the command value change unit 630 outputs the input AC current command value Iacref as Iacref * without changing it as it is. To do.

減算器631は、指令値変更部630から出力された交流電流指令値Iacref*と検出された交流電流Iacとの偏差を算出する。PI制御器632は、減算器631が算出した上記偏差に対して比例演算および積分演算を行う。なお、PI制御器632に代えて、さらに微分演算を行うPID制御器としてもよいし、他の構成のフィードバック演算器を用いてもよい。交流電流制御部603は、PI制御器632の演算結果を交流制御指令値Vcpとして出力する。 The subtractor 631 calculates the deviation between the AC current command value Iacref * output from the command value changing unit 630 and the detected AC current Iac. The PI controller 632 performs proportional calculation and integration calculation on the deviation calculated by the subtractor 631. In addition, instead of the PI controller 632, a PID controller that further performs a differential calculation may be used, or a feedback calculator having another configuration may be used. The AC current control unit 603 outputs the calculation result of the PI controller 632 as an AC control command value Vcp.

図20は、図18の指令値変更指令部の動作例を示すフローチャートである。図20を参照して、指令値変更指令部842は、全ての変換器セル7のキャパシタ電圧Vcの最大値Vcmaxと最小値Vcminとの差が閾値Vth1よりも大きい場合(ステップS900でYES)に動作する。この場合、指令値変更指令部842は、交流電流指令値Iacrefに逆相電流分を含ませるように交流電流制御部603の指令値変更部630に指令する(ステップS910)。 FIG. 20 is a flowchart showing an operation example of the command value change command unit of FIG. With reference to FIG. 20, when the difference between the maximum value Vcmax and the minimum value Vcmin of the capacitor voltage Vc of all the converter cells 7 is larger than the threshold value Vth1 (YES in step S900), the command value change command unit 842 Operate. In this case, the command value change command unit 842 commands the command value change unit 630 of the AC current control unit 603 to include the reverse phase current in the AC current command value Iacref (step S910).

交流電流制御部603は、指令値変更部630によって変更された後の交流電流指令値Iacref*と、検出された交流電流Iacとの偏差に対して、PI演算器などのフィードバック演算器による演算を施すことによって、交流制御指令値Vcpを算出する。算出された交流制御指令値Vcpに基づいてアーム電圧指令値krefが生成されるので、電力変換器2から交流回路12に逆相電流分を含む交流電流Iacが出力される。これにより、増加した逆相電流分だけアーム電流Iarmの実効値が増加するので、個別制御がより効果的に機能するようになり、個々のキャパシタ電圧Vcのばらつきを抑制できる。 The AC current control unit 603 calculates the deviation between the AC current command value Iacref * after being changed by the command value changing unit 630 and the detected AC current Iac by a feedback calculator such as a PI calculator. By applying, the AC control command value Vcp is calculated. Since the arm voltage command value kref is generated based on the calculated AC control command value Vcp, the power converter 2 outputs the AC current Iac including the reverse phase current to the AC circuit 12. As a result, the effective value of the arm current Iarm is increased by the increased reverse phase current, so that the individual control functions more effectively and the variation of the individual capacitor voltage Vc can be suppressed.

その後、全ての変換器セル7のキャパシタ電圧Vcの最大値Vcmaxと最小値Vcminとの差が閾値Vth2(ただし、Vth2<Vth1)よりも小さくなると(ステップS920でYES)、指令値変更指令部842は、ステップS910で変更していた交流電流指令値Iacrefを元に戻すように、交流電流制御部603の指令値変更部630に指令する(ステップS930)。 After that, when the difference between the maximum value Vcmax and the minimum value Vcmin of the capacitor voltage Vc of all the converter cells 7 becomes smaller than the threshold value Vth2 (however, Vth2 <Vth1) (YES in step S920), the command value change command unit 842 Command the command value changing unit 630 of the AC current control unit 603 to restore the AC current command value Iacref changed in step S910 (step S930).

以上のとおり、実施の形態4の電力変換装置によれば、個々の変換器セル7のキャパシタ電圧Vcのばらつきが大きい場合には、電力変換器2から交流回路12に供給される交流電流Iacに逆相電流分を含ませる。これによって、逆相電流分だけ交流電流Iacの実効値が増加するので、アーム電流Iarmの実効値も増加する。結果としてキャパシタ電圧Vcの個別制御が効きやすくなるので、個々のキャパシタ電圧Vcのばらつきを抑制できる。 As described above, according to the power converter of the fourth embodiment, when the variation of the capacitor voltage Vc of each converter cell 7 is large, the AC current Iac supplied from the power converter 2 to the AC circuit 12 is applied. The reverse phase current is included. As a result, the effective value of the alternating current Iac increases by the amount of the reverse phase current, so that the effective value of the arm current Iarm also increases. As a result, the individual control of the capacitor voltage Vc becomes effective, so that the variation of the individual capacitor voltage Vc can be suppressed.

なお、図20のステップS900において、キャパシタ電圧Vcの最大値Vcmaxと最小値Vcminとの差に代えて、全ての変換器セル7のキャパシタ電圧Vcの分散または標準偏差など、個々のキャパシタ電圧Vcのばらつきの程度を表す評価値を用いてもよい。 In step S900 of FIG. 20, instead of the difference between the maximum value Vcmax and the minimum value Vcmin of the capacitor voltage Vc, the dispersion or standard deviation of the capacitor voltage Vc of all the converter cells 7 and the like are used for each capacitor voltage Vc. An evaluation value indicating the degree of variation may be used.

実施の形態5.
実施の形態5では、これまで説明した実施の形態1〜4をより一般化した場合について説明する。なお、実施の形態1〜4は適宜組み合わせることができる。
Embodiment 5.
In the fifth embodiment, a case where the above-described embodiments 1 to 4 are more generalized will be described. In addition, Embodiments 1 to 4 can be combined appropriately.

図21は、図10の循環電流変更部、図13の調相機器制御部、図15の変圧器制御部830、および図17の逆相電流制御部を一般化した制御変更部の構成例を示すブロック図である。制御変更部850は、制御装置3に設けられ、個々のキャパシタ電圧のばらつきを抑制する。図21に示すように、制御変更部850は、ばらつき評価値生成部851と、変更指令部852とを含む。 21 shows a configuration example of a generalized control changing unit of the circulating current changing unit of FIG. 10, the phase adjusting device control unit of FIG. 13, the transformer control unit 830 of FIG. 15, and the reverse phase current control unit of FIG. It is a block diagram which shows. The control change unit 850 is provided in the control device 3 and suppresses variations in individual capacitor voltages. As shown in FIG. 21, the control change unit 850 includes a variation evaluation value generation unit 851 and a change command unit 852.

ばらつき評価値生成部851は、図10、図14、図16、および図18の最大・最小生成部811,821,831,841に対応する。ばらつき評価値生成部851は、各変換器セル7において電圧検出器33によって検出されたキャパシタ電圧Vcを受け、個々のキャパシタ電圧Vcのばらつきの程度を表す評価値を生成する。評価値は、たとえば、最大値Vcmaxと最小値Vcminとの差、分散、または標準偏差などである。 The variation evaluation value generation unit 851 corresponds to the maximum / minimum generation units 811, 821, 831, 841 of FIGS. 10, 14, 16, and 18. The variation evaluation value generation unit 851 receives the capacitor voltage Vc detected by the voltage detector 33 in each converter cell 7 and generates an evaluation value indicating the degree of variation of each capacitor voltage Vc. The evaluation value is, for example, the difference, variance, or standard deviation between the maximum value Vcmax and the minimum value Vcmin.

変更指令部852は、図10の指令値変更指令部812、図14の開閉器制御部822、図16のタップ切替指令部832、および図18の指令値変更指令部842に対応する。変更指令部852は、上記の評価値が閾値Vth1を超えている場合に、図5の交流電流制御部603による交流制御および図7の個別電圧制御部205によるキャパシタ電圧Vcの個別制御を実行しながら、アーム電流Iarmの実効値を増加させるように電力変換器2の制御を変更する。これにより、交流回路12の電流制御および電圧制御には影響を与えずに、キャパシタ電圧Vcの個別制御が効きやすくなるので、個々のキャパシタ電圧Vcのばらつきを抑制できる。 The change command unit 852 corresponds to the command value change command unit 812 of FIG. 10, the switch control unit 822 of FIG. 14, the tap change command unit 832 of FIG. 16, and the command value change command unit 842 of FIG. When the above evaluation value exceeds the threshold value Vth1, the change command unit 852 executes AC control by the AC current control unit 603 of FIG. 5 and individual control of the capacitor voltage Vc by the individual voltage control unit 205 of FIG. However, the control of the power converter 2 is changed so as to increase the effective value of the arm current Iarm. As a result, the individual control of the capacitor voltage Vc becomes effective without affecting the current control and the voltage control of the AC circuit 12, so that the variation of the individual capacitor voltage Vc can be suppressed.

図22は、図21の変更指令部の動作例を示すフローチャートである。図22を参照して、変更指令部852は、全ての変換器セル7のキャパシタ電圧Vcのばらつき評価値が閾値Vth1よりも大きい場合(ステップS1000でYES)に動作する。この場合、変更指令部852は、図5の交流電流制御部603による交流制御および図7の個別電圧制御部205によるキャパシタ電圧Vcの個別制御を実行しながら、アーム電流Iarmの実効値を増加させるように電力変換器2の制御を変更する(ステップS1010)。 FIG. 22 is a flowchart showing an operation example of the change command unit of FIG. 21. With reference to FIG. 22, the change command unit 852 operates when the variation evaluation value of the capacitor voltage Vc of all the converter cells 7 is larger than the threshold value Vth1 (YES in step S1000). In this case, the change command unit 852 increases the effective value of the arm current Iarm while executing the AC control by the AC current control unit 603 of FIG. 5 and the individual control of the capacitor voltage Vc by the individual voltage control unit 205 of FIG. 7. The control of the power converter 2 is changed so as to (step S1010).

その後、全ての変換器セル7のキャパシタ電圧Vcのばらつき評価値が閾値Vth2(ただし、Vth2<Vth1)よりも小さくなると(ステップS1020でYES)、変更指令部852は、電力変換器2の制御を元に戻す(ステップS1020)。 After that, when the variation evaluation value of the capacitor voltage Vc of all the converter cells 7 becomes smaller than the threshold value Vth2 (however, Vth2 <Vth1) (YES in step S1020), the change command unit 852 controls the power converter 2. Undo (step S1020).

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。この出願の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed this time should be considered as exemplary in all respects and not restrictive. The scope of this application is indicated by the scope of claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and scope of the claims.

1,1B 電力変換装置、2 電力変換器、3 制御装置、4 レグ回路、5 上アーム、6 下アーム、7 変換器セル、9A,9B アーム電流検出器、10 交流電圧検出器、11A,11B 直流電圧検出器、12 交流回路、13 変圧器、14 直流回路、16 交流電流検出器、17 直流電流検出器、31 スイッチング素子、32 蓄電素子(キャパシタ)、33 電圧検出器、74 CPU、202 個別セル制御部、203 キャリア発生器、205 個別電圧制御部、207 ゲート信号生成部、211,622,632 PI制御器、501 スイッチング制御部、502 基本制御部、503 アーム制御部、601 アーム電圧指令生成部、603 交流電流制御部、604 循環電流算出部、605 循環電流制御部、606 指令分配部、610 電圧マクロ制御部、612 全電圧制御部、614 グループ間電圧制御部、620,630 指令値変更部、700 電圧評価値生成部、801 調相機器、802 開閉器、810 循環電流変更部、811,821,831,841 最大・最小生成部、812,842 指令値変更指令部、820 調相機器制御部、822 開閉器制御部、830 変圧器制御部、832 タップ切替指令部、840 逆相電流制御部、850 制御変更部、851 ばらつき評価値生成部、852 変更指令部、Iacref 交流電流指令値、Iac 交流電流、Iarm アーム電流、Iz 循環電流、Izref 循環電流指令値、P1,P2 入出力端子、Vac 交流電圧、Vc* 全電圧指令値、Vc キャパシタ電圧、Vcell* 個別電圧指令値、Vcgall 全電圧評価値、Vcgr グループ毎電圧評価値、Vcp 交流制御指令値、Vth1,Vth2 閾値、Vzp 循環制御指令値。 1,1B power converter, 2 power converter, 3 controller, 4 leg circuit, 5 upper arm, 6 lower arm, 7 converter cell, 9A, 9B arm current detector, 10 AC voltage detector, 11A, 11B DC voltage detector, 12 AC circuit, 13 transformer, 14 DC circuit, 16 AC current detector, 17 DC current detector, 31 switching element, 32 power storage element (capacitor), 33 voltage detector, 74 CPU, 202 individual Cell control unit, 203 carrier generator, 205 individual voltage control unit, 207 gate signal generation unit, 211, 622,632 PI controller, 501 switching control unit, 502 basic control unit, 503 arm control unit, 601 arm voltage command generation Unit, 603 AC current control unit, 604 AC current calculation unit, 605 Circulation current control unit, 606 Command distribution unit, 610 Voltage macro control unit, 612 Total voltage control unit, 614 Intergroup voltage control unit, 620, 630 Command value change Unit, 700 Voltage evaluation value generator, 801 phase adjustment device, 802 switch, 810 circulating current change section, 811,821,831,841 maximum / minimum generator, 812,842 command value change command section, 820 phase adjustment device Control unit, 822 switch control unit, 830 transformer control unit, 832 tap switching command unit, 840 reverse phase current control unit, 850 control change unit, 851 variation evaluation value generation unit, 852 change command unit, Iacref AC current command value , Iac AC current, Iarm arm current, Iz circulating current, Izref circulating current command value, P1, P2 input / output terminals, Vac AC voltage, Vc * total voltage command value, Vc capacitor voltage, Vcell * individual voltage command value, Vcgal all Voltage evaluation value, voltage evaluation value for each Vcgr group, Vcp AC control command value, Vth1, Vth2 threshold, Vzp circulation control command value.

Claims (8)

電力変換装置であって、
互いにカスケード接続された複数の変換器セルを有するアームを複数含む電力変換器を備え、
前記複数のアームの各々は、交流回路の対応する相と電気的に接続され、
前記複数の変換器セルの各々は、
一対の入出力端子と、
複数のスイッチング素子と、
前記複数のスイッチング素子を介して前記入出力端子と電気的に接続される蓄電素子と、
前記蓄電素子の電圧を検出する電圧検出器とを有し、
前記電力変換装置は、さらに、
前記交流回路と前記電力変換器との間を接続する交流線路に流れる交流電流を検出する交流電流検出器と、
前記電力変換器の制御を行う制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記検出された交流電流と交流電流指令値との偏差に応じた交流電流制御を行う交流電流制御部と、
個々の前記蓄電素子の電圧と個別電圧指令値との偏差に応じた個別電圧制御を行う個別電圧制御部と、
前記電力変換器の全体での前記蓄電素子の電圧のばらつきの程度を示す評価値を算出し、前記評価値が閾値よりも大きい場合に、前記交流電流制御および前記個別電圧制御を実行しながら、前記複数のアームをそれぞれ流れるアーム電流の実効値が増加するように前記電力変換器の制御を変更する、制御変更部とを含む、電力変換装置。
It ’s a power converter,
A power converter including a plurality of arms having a plurality of converter cells cascaded to each other.
Each of the plurality of arms is electrically connected to the corresponding phase of the AC circuit.
Each of the plurality of converter cells
A pair of input / output terminals and
With multiple switching elements
A power storage element that is electrically connected to the input / output terminal via the plurality of switching elements.
It has a voltage detector that detects the voltage of the power storage element.
The power converter further
An AC current detector that detects an AC current flowing through an AC line connecting the AC circuit and the power converter, and
A control device for controlling the power converter is provided.
The control device is
An AC current control unit that controls AC current according to the deviation between the detected AC current and the AC current command value, and
An individual voltage control unit that performs individual voltage control according to the deviation between the voltage of each storage element and the individual voltage command value, and
An evaluation value indicating the degree of voltage variation of the power storage element in the entire power converter is calculated, and when the evaluation value is larger than the threshold value, the AC current control and the individual voltage control are executed. A power conversion device including a control change unit that changes the control of the power converter so that the effective value of the arm current flowing through the plurality of arms is increased.
前記電力変換装置は、前記複数のアームをそれぞれ流れるアーム電流を検出する複数のアーム電流検出器をさらに備え、
前記制御装置は、
前記検出されたアーム電流に基づいて計算された循環電流と、前記複数の変換器セルにおける前記蓄電素子の電圧の平均値に基づいて計算された循環電流指令値との偏差に応じた循環電流制御を行う循環電流制御部をさらに含み、
前記制御変更部は、前記評価値が前記閾値よりも大きい場合に、前記循環電流指令値の絶対値をより大きい値に変更する指令を前記循環電流制御部に出力する、請求項1に記載の電力変換装置。
The power conversion device further includes a plurality of arm current detectors that detect arm currents flowing through the plurality of arms.
The control device is
Circulating current control according to the deviation between the circulating current calculated based on the detected arm current and the circulating current command value calculated based on the average value of the voltages of the power storage elements in the plurality of converter cells. Including a circulating current control unit that performs
The control changing unit according to claim 1, wherein when the evaluation value is larger than the threshold value, the control changing unit outputs a command to change the absolute value of the circulating current command value to a larger value to the circulating current control unit. Power converter.
前記制御変更部は、前記評価値が前記閾値よりも大きい場合に、前記循環電流指令値の絶対値を間欠的により大きい値に変更する指令を前記循環電流制御部に出力する、請求項2に記載の電力変換装置。 2. The control changing unit outputs a command to intermittently change the absolute value of the circulating current command value to a larger value when the evaluation value is larger than the threshold value. The power converter described. 前記制御変更部は、前記評価値が前記閾値よりも大きい場合に、元の前記循環電流指令値に変更量を加算する場合と元の前記循環電流指令値から変更量を減算する場合とを交互に繰り返す指令を前記循環電流制御部に出力する、請求項2に記載の電力変換装置。 When the evaluation value is larger than the threshold value, the control change unit alternates between adding the change amount to the original circulating current command value and subtracting the change amount from the original circulating current command value. The power conversion device according to claim 2, wherein a command to be repeated is output to the circulating current control unit. 前記交流電流検出器と前記電力変換器との間において、前記交流線路に開閉器を介して接続された調相機器をさらに備え、
前記制御変更部は、前記評価値が前記閾値よりも大きい場合に、前記開閉器を投入する指令を出力する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の電力変換装置。
Further, a phase adjusting device connected to the AC line via a switch between the AC current detector and the power converter is provided.
The power conversion device according to any one of claims 1 to 4, wherein the control changing unit outputs a command to turn on the switch when the evaluation value is larger than the threshold value.
前記交流電流検出器と前記電力変換器との間に接続された、タップの切替え機能付きの変圧器をさらに備え、
前記制御変更部は、前記評価値が前記閾値よりも大きい場合に、前記変圧器の前記タップの切り替え指令を出力することによって前記電力変換器側の交流電流を増やす、請求項1〜5のいずれか1項に記載の電力変換装置。
Further equipped with a transformer with a tap switching function connected between the alternating current detector and the power converter.
Any of claims 1 to 5, wherein the control change unit increases the alternating current on the power converter side by outputting a switching command for the tap of the transformer when the evaluation value is larger than the threshold value. The power converter according to item 1.
前記制御変更部は、前記評価値が前記閾値よりも大きい場合に、逆相電流分を含めるように前記交流電流指令値を変更する指令を前記交流電流制御部に出力し、
前記交流電流制御部は、前記検出された交流電流と前記変更された交流電流指令値との偏差に応じた交流電流制御を行う、請求項1〜6のいずれか1項に記載の電力変換装置。
When the evaluation value is larger than the threshold value, the control change unit outputs a command for changing the AC current command value to include the reverse phase current to the AC current control unit.
The power conversion device according to any one of claims 1 to 6, wherein the AC current control unit controls an AC current according to a deviation between the detected AC current and the changed AC current command value. ..
電力変換装置であって、It ’s a power converter,
互いにカスケード接続された複数の変換器セルを有するアームを複数含む電力変換器を備え、A power converter including a plurality of arms having a plurality of converter cells cascaded to each other.
前記複数のアームの各々は、交流回路の対応する相と電気的に接続され、Each of the plurality of arms is electrically connected to the corresponding phase of the AC circuit.
前記複数の変換器セルの各々は、Each of the plurality of converter cells
一対の入出力端子と、A pair of input / output terminals and
複数のスイッチング素子と、With multiple switching elements
前記複数のスイッチング素子を介して前記入出力端子と電気的に接続される蓄電素子と、A power storage element that is electrically connected to the input / output terminal via the plurality of switching elements.
前記蓄電素子の電圧を検出する電圧検出器とを有し、It has a voltage detector that detects the voltage of the power storage element.
前記電力変換装置は、さらに、The power converter further
前記交流回路と前記電力変換器との間を接続する交流線路に流れる交流電流を検出する交流電流検出器と、An AC current detector that detects an AC current flowing through an AC line connecting the AC circuit and the power converter, and
前記電力変換器の制御を行う制御装置とを備え、A control device for controlling the power converter is provided.
前記制御装置は、The control device is
前記検出された交流電流と交流電流指令値との偏差に応じた交流電流制御を行う交流電流制御部と、An AC current control unit that controls AC current according to the deviation between the detected AC current and the AC current command value, and
個々の前記蓄電素子の電圧と個別電圧指令値との偏差に応じた個別電圧制御を行う個別電圧制御部と、An individual voltage control unit that performs individual voltage control according to the deviation between the voltage of each storage element and the individual voltage command value, and
個々の前記蓄電素子間での電圧のばらつきの程度を示す評価値を算出し、前記評価値が閾値よりも大きい場合に、前記交流電流制御および前記個別電圧制御を実行しながら、前記複数のアームをそれぞれ流れるアーム電流の実効値が増加するように前記電力変換器の制御を変更する、制御変更部とを含む、電力変換装置。An evaluation value indicating the degree of voltage variation among the individual power storage elements is calculated, and when the evaluation value is larger than the threshold value, the plurality of arms are executed while performing the AC current control and the individual voltage control. A power conversion device including a control change unit that changes the control of the power converter so that the effective value of the arm current flowing through the power converter is increased.
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